La termoacústica habría seguido siendo una ciencia teórica para laboratorios y salas de física, de no ser por inventos anteriores en otra rama de la física: la termodinámica. Recibió un nuevo período de resurgimiento con la invención del motor térmico Stirling. Esto sucedió en el siglo XIX y casi de inmediato provocó una revolución en el campo técnico. La energía térmica empezó a ser muy utilizada en todo tipo de motores. Pero el invento que examinamos hoy se refiere específicamente a la termoacústica, la ciencia de la interacción del sonido y el calor. Quizás te preguntes, ¿qué tienen que ver el motor y el generador con esto? Vamos a solucionarlo en orden.
Principio de funcionamiento de un motor termoacústico.
Este dispositivo improvisado se ensambla literalmente a partir de materiales de desecho o incluso de sus restos. Sin embargo, esto no impide que se le llame generador basado en motor y que produce electricidad a partir del calor. Este fenómeno se basa en el principio de crear ondas acústicas que pasan a través de un resonador con dos membranas que crean resonancia. Encima de ellos hay un imán que vibra a partir de estas ondas con una determinada frecuencia. Esto da como resultado la formación de un campo magnético que es capturado por el inductor. Éste, a su vez, es capaz de producir corriente eléctrica transmitida al consumidor.
La base de esta invención es el módulo superior: un convertidor o motor termoacústico. Básicamente se trata de un tubo de vidrio, que se divide en tres zonas:
- Zona de calentamiento: en ella se calienta aire o gas;
- Zona regeneradora: una sustancia que entra alternativamente en contacto con aire frío y caliente;
- Zona de enfriamiento: en la que la temperatura del aire disminuye.
Materiales y herramientas
Para crear un motor generador necesitaremos los siguientes ingredientes:
- Tubo de vidrio resistente al calor;
- Un trozo de tubo de metal;
- Varios rincones de fontanería de PVC;
- Un trozo de tubo de cartón;
- Pelota o guante de goma para membranas;
- Cinta insultiva;
- Un rollo de lana de acero o una esponja para lavar platos;
- Imán de neodimio;
- Inductor;
- Un pequeño trozo de tela para lavar los platos;
- Revestimiento de madera para enchufe o interruptor externo;
- Sellador, pegamento.
Entre las herramientas, podemos recomendar tener algo que un verdadero manitas debe tener siempre a mano: un cuchillo, unos alicates, un cortacables, un destornillador, una pistola de pegamento y una pistola de silicona.
Montaje de un generador termoacústico.
La estructura del motor se ensambla sobre la base de un bastidor de tubos de cobre y un tubo de vidrio. Lo que los une es un resonador, una parte importante e inusual de este motor. Aquí es donde se mueven las ondas sonoras creadas por el regenerador.
Se trata de un sencillo tubo de cartón, en medio del cual hay una membrana que impide la circulación del aire. Si excluimos este elemento, simplemente no habrá vibraciones en la membrana superior, que se encuentra en el cuello del resonador.
El autor del vídeo optó por cortar el tubo por la mitad y estirar un trozo de guante médico de goma sobre una de las partes a modo de membrana inferior. Envolvió la costura de los fragmentos del resonador conectados con cinta aislante.
Amplió el cuello del resonador específicamente para mejorar el efecto de las vibraciones sonoras del regenerador en la membrana superior. Lo hizo con la goma más densa de un globo. En la parte inferior del tubo hay un respaldo de madera para un interruptor o enchufe externo para mayor estabilidad de la instalación.
El motor de tubo de vidrio es un tubo de ensayo en el que se coloca un trozo de lana de acero o virutas de acero. Después de la zona de regeneración, debe producirse un enfriamiento por aire, lo que se facilita con un trozo de tela empapado en agua y envuelto alrededor de la base del tubo de ensayo. Debido al movimiento del aire a través de dos ambientes de temperaturas opuestas, se produce una intensa generación de ondas sonoras.
La parte final del motor es un pequeño pero potente imán de neodimio. Luego crea pequeñas pero muy frecuentes vibraciones transmitidas desde la membrana bajo la influencia del sonido.
Para convertir este motor termoacústico en un generador, necesitamos un inductor o un simple solenoide.Puede fabricar este elemento usted mismo enrollando alambre de cobre en un carrete, por ejemplo, de aparejos de pesca. La condición principal es que su diámetro interno debe ser mayor que el diámetro del imán.
Como transmisor de energía térmica para instalaciones pequeñas, se puede utilizar una vela normal o un trozo de alcohol seco, y al mismo tiempo comparar la potencia recibida de diferentes fuentes de calor.
En el experimento, el autor demuestra el efecto de acercar el inductor al imán y alejarlo. Dado que este circuito eléctrico no tiene capacidad de almacenamiento, la diferencia se nota al instante.
Al fijar la bobina en la zona del campo magnético, puede recibir electricidad de dicho generador para alimentar, por ejemplo, un panel LED o luces.
Conclusión
Por supuesto, hoy en día una invención de este tipo no puede considerarse completamente terminada y completa. Es necesario mejorarlo, ya que el propio autor admite que la vibración de las ondas sonoras es bastante perceptible. La carcasa del motor es liviana y no contiene ningún estabilizador, y el diseño en sí es endeble. Sin embargo, no se puede ignorar el hecho mismo de generar electricidad a partir del calor. Quizás la modernización de esta instalación conduzca a un gran avance en el campo de las energías alternativas y el mundo finalmente obtenga una fuente de energía limpia y barata sin dañar nuestro planeta.
