"infinitas"(muchas) fuentes de energía
Dada la preocupación por obtené fuentes de energiia necesitaría confirmar si como por ejemplo con los molinos de viento, represas hidroeléct., etc. Se podría aprovechar la energía desechada por `todo`ente en movimiento, o sea los cuerpos que tienen energía cinética así como cualquier tipo de energía, como de la luz, calor, ondas, etc. Por ejemplo, así como los relojes `kinetik` de la marca `seik...` que se cargan con el movimiento, por que no generalizar esto de la forma más global posible. Ejemplo.:Por que no usar esa tecnología para cargar la batería de los celulares, etc. YO NO SE nada DE Física pero tengo esa inquietud. Cuando hacemos ejercicio, caminamos, también animales, etc, por que no podría haber dispositivos que `capten esa energía`, etc. Muchos granitos de arena hacen playa. Ja, en un gimnasio podría hacerse que una bicicleta convierta la energía en electricidad o algo, etc. Otro caso creo que hay muchas ondas por aquí. ¿Se podrían captar esas ondas por dispositivos que para funcionar usaran menos energi de la que transforman?
2 respuestas
Respuesta de energratis
1
Normalmente hay una fuerza y energía desperdiciada en el movimiento de los cuerpos, especialmente si la trayectoria del movimiento no es rectilínea, en esos casos hay una fuerza de tipo centrípeta, una fuerza reactiva perpendicular a la trayectoria del cuerpo y que no realiza trabajo por lo mismo, como en la mayoría de los casos, la trayectoria está forzada por la fuerza tangencial genera la trayectoria no usa tal fuerza, ésta fuerza vale:
Fc = m * v^2 / r
M la masa del cuerpo, v la rapidez tangencial en ese punto y r el radio de curvatura en ese punto de la trayectoria
El caso más simple es el movimiento circular de un péndulo, normalmente esta fuerza Fc puede ser muy grande, pero como pasa por el eje del péndulo no va a poder hacer trabajo, solo aumenta la reacción y esfuerzo en el eje hasta el punto que si gira muy rápido lo va a romper
Esa fuerza la puedes usar a tu favor para incrementar la energía del sistema las veces que quieras haciendo que esta fuerza no pase por el eje de giro del sistema, por ejemplo al péndulo anterior si el eje lo pones en otra varilla o barra la que a su vez va a otro eje y haces que el péndulo bascule 180 grados el sistema mecánico te va a entregar mucha más energía que la que necesitas para mover el péndulo. Esto no viola leyes termodinámicas, recuerda que Fc es una "fuerza externa" generada por el espacio por lo que tenemos un agente externo entregando energía extra al sistema, es un sistema termodinámico abierto, no cerrado
Así entonces, si llamamos r al largo del péndulo y R al largo de la otra barra se apoya el péndulo y asumimos un giro completo de todo el sistema, tenemos:
Energía de entrada:
Ei = 1/2 * m * v^2
M la masa del péndulo simple, v la rapidez constante de basculación a 180 grados, fijada por un motor por ejemplo
La fuerza Fc
Fc = m * v^2 / r
El trabajo hecho por Fc en toda la trayectoria circular es aprox si R>>r :
Eo = Fc * 2*pi* R = 2 *pi * m * v^2 * R / r
Y la ganancia energética:
COP = Eo / Ei = 4 *pi * R / r
Así, mientras más pequeño el largo del péndulo, mayor es la fuerza centrípeta, y mientras más larga la barra se apoya el péndulo que que hace girar el eje del generador mucho más energía y ganancia
Algunas personas aprovechan este principio para bombear agua moviendo un pequeño péndulo pesado para accionar una bomba de pozo manual donde se demuestra claramente el principio y las ganancias de sistemas armados andan por 12 o 20, aunque puede ser mucho más
Aplicado a sistemas de viento o hidráulicos lo único que cambia es el sistema mueve el péndulo inicialmente
Las ondas son otro tema, recuerda la fórmula de la energía de las ondas por cada cuanto o fotón:
E = h * f
Derivando tenemos la potencia:
P = dE / dt = h * df / dt
La LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA se transforma en LEY DE CONSERVACIÓN DE LA FRECUENCIA
Un sistema con más frecuencia tiene más energía que otro con menos, por lo tanto para sacar la energía contiene una onda simplemente le bajas la frecuencia por un método pasivo, así liberas la potencia útil puede entregar, fíjate que no depende de la amplitud de la onda sino que solamente con la rapidez haces bajar la frecuencia, así un pequeño oscilador o una onda de poca potencia le puedes sacar tremendas potencias.
Fc = m * v^2 / r
M la masa del cuerpo, v la rapidez tangencial en ese punto y r el radio de curvatura en ese punto de la trayectoria
El caso más simple es el movimiento circular de un péndulo, normalmente esta fuerza Fc puede ser muy grande, pero como pasa por el eje del péndulo no va a poder hacer trabajo, solo aumenta la reacción y esfuerzo en el eje hasta el punto que si gira muy rápido lo va a romper
Esa fuerza la puedes usar a tu favor para incrementar la energía del sistema las veces que quieras haciendo que esta fuerza no pase por el eje de giro del sistema, por ejemplo al péndulo anterior si el eje lo pones en otra varilla o barra la que a su vez va a otro eje y haces que el péndulo bascule 180 grados el sistema mecánico te va a entregar mucha más energía que la que necesitas para mover el péndulo. Esto no viola leyes termodinámicas, recuerda que Fc es una "fuerza externa" generada por el espacio por lo que tenemos un agente externo entregando energía extra al sistema, es un sistema termodinámico abierto, no cerrado
Así entonces, si llamamos r al largo del péndulo y R al largo de la otra barra se apoya el péndulo y asumimos un giro completo de todo el sistema, tenemos:
Energía de entrada:
Ei = 1/2 * m * v^2
M la masa del péndulo simple, v la rapidez constante de basculación a 180 grados, fijada por un motor por ejemplo
La fuerza Fc
Fc = m * v^2 / r
El trabajo hecho por Fc en toda la trayectoria circular es aprox si R>>r :
Eo = Fc * 2*pi* R = 2 *pi * m * v^2 * R / r
Y la ganancia energética:
COP = Eo / Ei = 4 *pi * R / r
Así, mientras más pequeño el largo del péndulo, mayor es la fuerza centrípeta, y mientras más larga la barra se apoya el péndulo que que hace girar el eje del generador mucho más energía y ganancia
Algunas personas aprovechan este principio para bombear agua moviendo un pequeño péndulo pesado para accionar una bomba de pozo manual donde se demuestra claramente el principio y las ganancias de sistemas armados andan por 12 o 20, aunque puede ser mucho más
Aplicado a sistemas de viento o hidráulicos lo único que cambia es el sistema mueve el péndulo inicialmente
Las ondas son otro tema, recuerda la fórmula de la energía de las ondas por cada cuanto o fotón:
E = h * f
Derivando tenemos la potencia:
P = dE / dt = h * df / dt
La LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA se transforma en LEY DE CONSERVACIÓN DE LA FRECUENCIA
Un sistema con más frecuencia tiene más energía que otro con menos, por lo tanto para sacar la energía contiene una onda simplemente le bajas la frecuencia por un método pasivo, así liberas la potencia útil puede entregar, fíjate que no depende de la amplitud de la onda sino que solamente con la rapidez haces bajar la frecuencia, así un pequeño oscilador o una onda de poca potencia le puedes sacar tremendas potencias.
Respuesta de davidbarra9
Si, pero el problema de todo eso, siempre es el económico, es decir. Por responder a uno de sus supuestos, la energía que podría generar una bicicleta de gimnasio, tipo "spinning" en toda su vida útil, siempre sería menos rentable que el costo de colocarle un alternador a esa bicicleta, por no hablar de los costos para inyectar esa energía a la red eléctrica.
En definitiva, en teoría, a cualquier objeto o animal que se mueva (incluido nosotros los humanos) le podemos colocar un alternador para que produzca energía. El problema es que el costo superaría al beneficio obtenido, en definitiva, no es viable. Algo así está sucediendo con la energía fotovoltaica, al menos en España, donde ha supuesto un enorme fracaso e incluso en muchos casos, hasta un fraude con las subvenciones.