Como funciona una termocupla

La termocupla es el sensor de temperatura que más se usa en la industria. A continuación, se explica cómo funciona una termocupla o termopar.

¿Qué es una termocupla?

Una termocupla o termopar, es un transductor que se forma al unir dos metales distintos para que así se produzca una diferencia de potencial que es pequeña (de acuerdo con el orden de los milivoltios), lo que es función de la diferencia de la temperatura entre uno de sus extremos que se denomina punto caliente y el otro llamado punto frío.

Por lo anterior, este dispositivo sirve como transductor, es decir traduce un tipo de señal en otra. En este caso si se aplica temperatura a la unión de los metales, se generará una diferencia de tensión entre los dos alambres. Por lo que en este caso la termocupla sirve para traducir una señal de temperatura en una señal de voltaje.

¿Para qué sirve una termocupla?

La termocupla es un dispositivo fundamental dentro de la industria y aún más para la automatización. Es uno de los elementos principales de control ya que permite medir las temperaturas, traducirlas a voltajes y poder compararlas con una temperatura de referencia a la que se desea que algo esté. También se concibe como un sensor de temperatura para el sector de la instrumentación industrial.

¿Cómo funciona una termocupla?

El termopar o termocupla va a constituir lo que se conoce de forma usual como un sensor de temperatura y este es un tipo de dispositivo con el que se genera y transmite una señal eléctrica, la cual es proporcional a la temperatura que se va a encontrar en el medio.

La tensión pequeña que se genera por parte de este sensor, debe amplificarse para ser interpretada o leída. Son muchos los testers de uso masivo que incorporan una termocupla, la cual se acopla a las entradas adecuadas y por ende, se permite la lectura de la temperatura del medio de manera inmediata.

Como funciona una termocupla

Video de cómo funciona una termocupla

Tipos de termocupla

Existen una gran variedad de termocuplas ya que se pueden formar solo con la unión de dos metales. Los tipos de termocuplas varían según el rango de temperatura que se desea traducir. Las principales son:

  • Tipo K – La unión está dada por cromel y alumel. Traduce temperaturas entre –200 y +1372 °C
  • Tipo J – Unión entre hierro y constantán. Rango de temperatura entre –270 y +1200 °C
  • Tipo T – Unión entre cobre y constantán. Rango de temperatura entre -200 y 260 °C

Aplicaciones de una termocupla

  • Ejemplo 1 – Un caso típico es la termocupla en un intercambiador de calor. Si yo ingreso agua a un intercambiador de calor y quiero que salga a 60 °C, la termocupla medirá la temperatura, generara un voltaje dependiendo de la temperatura que midió y este voltaje será comparado con uno de referencia para ver si la temperatura está a 60 °C.
  • Ejemplo 2 – Las máquinas eléctricas los incorporan con frecuencia para disponer de un sensor de temperatura de modo constante y así regular funciones o cuidar el aparato.
  • Ejemplo 3 – Los transformadores incluyen una termocupla o termopar como parte de su sistema para así conocer la temperatura en momentos distintos y por ende cumplir con su tarea sin inconvenientes en torno a la temperatura.
  • Ejemplo 4 – En la actualidad la termocupla se complementa con los analizadores termográficos, los cuales son sensores de radiación térmica, así que no tocan partes que puedan ser susceptibles de recalentarse, sino que lo hacen por proximidad al calor radiado.

Como funciona un panel solar

Un panel solar es un aparato con el que se capta la energía de la radiación solar, para ser aprovechada posteriormente. Explicamos qué es un panel solar, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es un panel solar?

Un panel solar, placa solar o módulo solar es dispositivo con el que la radiación solar es aprovechada para captar su energía. En ese sentido, es un dispositivo con el que a través de un efecto fotovoltaico se convierte esa radiación en energía eléctrica.

Como funciona un panel solar

¿Para qué sirve un panel solar?

Es un dispositivo que se forma por celular solares que convierte la radiación solar en energía, la cual por lo general se utiliza como energía eléctrica posteriormente. Es una de las fuentes de energía renovables por la que más se apuesta en la actualidad, ya que hacer parte de las energías limpias en las que la contaminación se reduce casi a cero.

¿Cómo funciona un panel solar?

Cada uno de los paneles solares que se instalan están hechos de celdas fotovoltaicas. Una vez la luz solar va calentando los paneles, esas celdas fotovoltaicas van a producir electricidad de corriente continua o CC. Cada célula fotovoltaica requiere de establecer un campo eléctrico, que del mismo modo que un campo magnético se da por dos polos opuestos o cargas opuestas. Al respecto, los fabricantes trabajan en el silicio para combinarlo con otros materiales y crear así un sándwich entre la carga eléctrica positiva y negativa.

Para ser más específicos, lo que se incorpora al silicio es fósforo. Este elemento se ubica en la capa superior buscando que agregue electrones adicionales con una carga negativa. Al tiempo, en una capa inferior hay una dosis de boro, que implica menos electrones o una carga positiva. Lo anterior se une al campo eléctrico en esa unión de las capas que se da con el silicio. Una vez un fotón de la luz solar golpea contra un electrón libre, el campo magnético lo empuja hacia afuera de la unión de silicio.

En la parte trasera de cada uno de los paneles solares está un microinversor. Este dispositivo convierte la electricidad CC en electricidad de corriente alterna o CA, en otras palabras, el tipo de electricidad que sí se puede usar, y que es necesaria para brindar energía eléctrica al hogar.

La electricidad que se ha conseguido con el proceso anterior va a fluir por los paneles hacia el medidor. Este es un equipo que mide la utilidad estándar, aunque también mide la electricidad que las celdas obtienen, al igual que el exceso de electricidad en los paneles solares, según sea lo que se produce y se envía.

Una vez fluya por el medidor, la electricidad se distribuye por el circuito eléctrico para que los objetos conectados a él puedan acceder a ella. Cuando los paneles solares no logran producir la energía suficiente para las necesidades de la instalación, la energía adicional se obtiene de la celda.

Partes de un panel solar: Colector solar

Partes de un panel solar - Colector Solar

  • Cubierta – En ciertos modelos se la incluye. Es necesario que sea transparente. Puede estar hecha de vidrio o plástico, aunque el plástico tiene que ser uno de tipo especial. Su capacidad es especial para dar una transmisión elevada buscando que no se den pérdidas por convección o radiación.
  • Canal de aire – Es un espacio que se sitúa entre la cubierta y la placa de absorción. Quizá esté vacío o no. El espesor se debe a que se quiere un equilibrio ante las pérdidas que se dan por la temperatura alta o convección.
  • Placa absorbente – Es una estructura con la que se absorben los rayos solares y que después se transmiten a un líquido que circula por las tuberías. Tiene que ser capaz de emitir poco calor para que se absorba bien la luz solar.
  • Tubos o conductos – Por estos flujos va a fluir un líquido que es calentado y que se dirige a un tanque para su almacenamiento. Se ubica muy cerca de una placa de absorción para que se dé el intercambio de energía.
  • Capa aislante – Se trata de un recubrimiento que recorre todo el sistema. Impide que existan pérdidas de calor. Es una capa que se hace con materiales con una conductividad baja de calor.

Partes de un panel solar: Célula fotovoltaica

Partes de un panel solar - Célula fotovoltaica

  • Cubierta exterior – Es la parte que se mantiene en contacto con el sol. Casi siempre se confecciona con vidrio, lo cual favorece que se transmitan los rayos solares. Tiene que ser resistente y su contenido en hierro debe ser bajo.
  • Celda fotovoltaica – Es el centro del panel. Se hace con un cristal revestido de silicio. Se distribuye por toda la superficie de la celda.
  • Cápsula – Es una estructura que se hace con silicona. Su función es retener las radiaciones de modo que no ocurra una pérdida de intensidad.
  • Plancha de la base – Es la base de todo el panel. Se hace con aluminio o en vidrio. Se reviste con polímero termoplástico.
  • Cableado de salida a tierra – Es un sistema de protección en caso de un accidente ocasionado por la conductividad eléctrica.

Tipos de paneles solares

Paneles solares monocristalinos – Su tecnología es la más antigua, aunque es la que más se ha desarrollado. Se hacen con un solo cristal de silicio puro. Tienen las tasas más altas de eficiencia por la pureza del silicio que se usa. Su eficiencia está por encima del 15% y a veces superan el 21%. Su vida útil es larga.

Paneles solares policristalinos – Es más sencillo el proceso para su fabricación, así que su precio es menor. Sólo se pone una semilla de cristal en un molde de silicio fundido y se enfría, por tal motivo el cristal que rodea su semilla no es uniforme. En términos económicos es mejor para un uso doméstico, pues aunque su eficiencia es menor, el coste es más bajo.

Paneles solares fotovoltaicos de capa fina – En estos paneles se deposita en varias capas el material fotovoltaico en una base. De acuerdo con el material que se usa se van a identificar paneles de capa fina de silicio amorfo, de cobre, indio, galio y selenio, de teluluro de cadmio o células fotovoltaicas orgánicas.

Capacidad de un panel solar

Una sola celda solar no cuenta con la capacidad suficiente para generar cantidad grandes de energía por su cuenta, razón por la que se combinan varias de ellas para que se forme un panel solar. En estos casos pueden ser 36 celdas o más, esto claro dependiendo del tamaño y de cuál sea la potencia que se busca con el panel solar fotovoltaico.

Uno de los modos sugeridos para determinar la capacidad de un panel solar consiste en multiplicar el rango de vatios del equipo por la cantidad de horas pico de sol. Por supuesto, las horas de sol dependen de las estaciones o condiciones climáticas de cada sitio.

Ventajas y desventajas de un panel solar

Las ventajas de un panel solar son:

  • Inagotable – Transforma los rayos solares en energía, por ende, la generación de energía es renovable e inagotable.
  • Energía limpia – Se produce energía de forma limpia, no hay procesos químicos o combustión. En otras palabras, no contribuye al cambio climático.
  • Menos residuos – Pone fin al problema del almacenamiento de residuos. Tampoco se piensa en la potencial desaparición de recursos como ocurre con los combustibles fósiles.
  • Reducción de desastres naturales – Situaciones como la de las centrales nucleares de Chernóbil o Fukushima no se dan con este tipo de tecnología.
  • Producción – Se pueden instalar paneles solares a gran escala o para pequeñas instalaciones. A su vez, pueden ser un tipo de energía de apoyo. Son muy versátiles.
  • Autoconsumo – Permiten que se acceda a la electricidad en zonas menos favorecidas en las que el tendido eléctrico no existe.
  • Instalación sencilla – Son muy fáciles de instalar.
  • Mantenimiento – Es mínimo y poco laborioso. Además, su durabilidad alcanza hasta los 20 años.

Las desventajas de un panel solar son:

  • Mínima cuota de mercado – La energía solar en muchos países representa una cuota mínima o casi nula de mercado en la actualidad.
  • Energía poco implantada – Su instalación en el mundo sigue siendo hasta la fecha casi inexistente. Son pocas las compañías grandes que la apoyan.
  • Inversión inicial – Para su instalación se necesita de un desembolso inicial que es elevador.
  • Ubicación detallada – Requieren que sean ubicados en lugares y posiciones determinadas para que su rendimiento al funcionar sea el óptimo.
  • Impacto visual – Suponen un impacto importante para el paisaje, por tal razón se suelen situar en zonas que son prácticamente desiertas.

Instalación de un panal solar en casa

Los siguientes son los aspectos más importantes a tener en cuenta previo a la instalación de un panel solar para un uso doméstico.

  • Consumo – Verifique el consumo que se tiene en el hogar, recordando que la energía más barata es la que no se consume. Entre más se cerciore de lo anterior, mejor estará preparado para su instalación en el hogar, lo cual ayudará a reducir la factura de electricidad de forma considerable.
  • Orientación – Entre más sea la cantidad de radiación solar en el día a la que se exponen los paneles, más energía se va a generar. Hay que verificar este aspecto.
  • Sombreamiento – Hay que verificar en el techo si se recibe sombra de edificios, árboles, entre otros objetos.
  • Estado del techo – Para que se aproveche la durabilidad de los paneles, verifique el estado del techo para que los arreglos de instalación no sean más altos de lo planificado.
  • Asesorarse de un profesional – El ángulo del techo influye, entre otras variables que a veces se pasan por alto. Un profesional será la mejor guía.
  • Limpieza – Es poco el mantenimiento que un panel solar necesita, pero con el tiempo se pueden acumular hojas y similares. Igualmente, el lavado con manguera puede ser más que suficiente.
  • Mantenimiento – La garantía de los paneles solares domésticos alcanzan hasta los 25 años.
  • Valorización de la propiedad – Un sistema de energía solar valoriza cualquier hogar, así que funciona como un activo.

¿De qué están hechos los paneles solares?

Una de las dudas típicas sobre los paneles solares es el tipo de materiales que se usan para captar la radiación solar. En este caso se emplean células pequeñas con materiales semiconductores, entre los que se destaca el silicio cristalino, arseniuro de galio, que por sus características pueden actuar como un conductor de electricidad o como un aislante, esto según sea el estado en el que se encuentren. Por lo general en el mercado los paneles solares se hacen con silicio.

Cómo funcionan las torres de enfriamiento

Una torre de enfriamiento o de refrigeración es una estructura que se construye para disminuir la temperatura del agua o de otros medios. Explicamos qué es una torre de enfriamiento, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es una torre de enfriamiento?

Una torre de refrigeración es un equipo que funciona con base en el principio de enfriamiento evaporativo que es implementado desde hace más de 100 años. Sobre este principio hay que mencionar que es un proceso natural en donde el agua se usa como refrigerante, y se aplica para transmitir hacia la atmósfera el calor excedente.

Cómo funcionan las torres de enfriamiento

¿Para qué sirve una torre de refrigeración o enfriamiento?

Se usan con el objetivo de enfriar grandes volúmenes de agua al extraer el calor a través de un mecanismo de transferencia o evaporación. Destaca porque es uno de los procedimientos más económicos que existen en la actualidad para este propósito.

Tipos de torre de enfriamiento

De acuerdo con el diseño de la torre de refrigeración son varios los tipos de torres. La diferencia clave está en la forma en que se introduce el aire en la torre para la refrigeración del agua.

Torre de enfriamiento de tiro natural – El flujo del aire se logra como consecuencia de la diferencia de densidades según sea el aire más frío desde el exterior y húmedo al interior de la torre. Además, usan chimeneas con una gran altura para que se consiga el tiro deseado. Por sus grandes dimensiones son torres en las que se usan fluidos de agua de más de 200.000 gpm. Se utilizan en centrales térmicas.

Torre de enfriamiento de tiro inducido – Son un tipo de torre en la que el aire se succiona a través de un ventilador ubicado en la parte superior de la torre. Se usan con frecuencia porque son muy eficientes.

Torre de enfriamiento de tiro inducido

Torre de enfriamiento de tiro forzado – Se denomina como aire forzado porque hay un ventilador que se ubica en la parte inferior de la torre, y después se descarga por la parte superior. Es un tipo de torre menos eficiente porque la velocidad de descarga es menor.

Torre de enfriamiento de tiro forzado

Torre de enfriamiento de flujo cruzado – El aire ingresa por los lados de la torre, así que fluye en horizontal a través del agua que está cayendo. Son torres que requieren de más aire y presentan un coste de operación menor en comparación con una torre a contracorriente.

¿Cómo funciona una torre de enfriamiento?

Una torre de refrigeración o enfriamiento funciona con base en el principio de refrigeración evaporativa. En ese sentido, se empieza por enfriar el agua calienta al pulverizarla en forma de lluvia de gotas, las cuales van a estar cayendo en un entramado o relleno intercambiador, lugar en el que se refrigeran con la ayuda de una corriente de aire que está fluyendo en sentido contrario. Después, el agua refrigerada cae en un depósito en donde se recolecta y se distribuye por un circuito.

Respecto al aire, va a ingresar por las aberturas inferiores situadas por encima del depósito de agua y atraviesan la torre desde abajo hacia arriba. La entrada de aire es importante, aunque también se puede producir de modo natural en el caso de las torres de tiro natural o de forma forzada si se usan ventiladores colocados estratégicamente.

En cuanto a la transferencia de calor ocurre si el agua (mayor temperatura) y el aire (menor temperatura) confluyen en el relleno de la torre, lo que da pie a un intercambio térmico entre ambos fluidos. Este relleno tiene como propósito que se aumente la superficie y el tiempo de contacto entre el agua y el aire para que el enfriado sea eficiente. Una vez se evapore, el agua va a tomar el calor que requiere del resto de agua que circula, por lo cual se enfría.

Como parte de este proceso se evapora alrededor del 1% del caudal total del agua por cada 7 °C de refrigeración. Sobre el agua que sale de la torre evaporada, se filtra por un separador de gotas, el cual es un elemento para brindar seguridad a la torre de refrigeración pues evita el riesgo que el agua contaminada con la bacteria Legionella pueda salir al exterior. Finalmente, el resto del agua refrigerada se deposita en una balsa, la cual se envía hacia un circuito que utiliza el agua refrigerada en otras aplicaciones.

Partes de una torre de enfriamiento

Partes de una torre de enfriamiento

El sistema de una torre de refrigeración depende del tipo de torre que se implemente. Ahora bien, en una perspectiva general hay ciertos elementos básicos compartidos como el soporte donde se realiza el enfriamiento evaporativo, la distribución del agua o la circulación del aire.

  • Ventilador axial o centrífugo.
  • Sistema de transmisión de bujes, poleas o bandas.
  • Sistema de llenado electrónico o tipo flotador.
  • Relleno de tipo película, tipo paquete, metal, PVC, entre otros.
  • Espreas boca payaso, 360°, entre otros.
  • Los louvers.

Beneficios de usar torres de refrigeración

Cuando se usa una torre de enfriamiento u otra clase de dispositivos que funcionan con base en el enfriamiento evaporativo del agua, son muchos los beneficios en comparación con otros tipos de sistemas de refrigeración en donde se emplean refrigerantes.

  • Mayor ahorro de energía.
  • Se necesita de menos inversión que un condensador de aire.
  • Menos impacto acústico.
  • Menor impacto para el medio ambiente.

¿Cómo se reduce el consumo de agua de una torre de enfriamiento?

En estos casos lo que se busca es un rechazo del calor a través de mecanismos como:

  • Reducir la carga de enfriamiento y de mejora de la torre o su control del sistema.
  • Reducir en lo posible la pérdida por fugas.
  • Optimizar los ciclos de concentración. También reducir el volumen de purga.
  • Prevenir desbordamientos.
  • Gestionar la química del agua y los sistemas de limpieza.
  • Proporcionar mejoras en el mantenimiento y la formación que se enfoca en conservar el agua.
  • Prevenir pérdidas por efecto del viento o salpicaduras.

Como funciona una olla a presión

Una olla a presión, olla de presión, olla exprés o pitadora, es una olla hermética para cocinar que alcanza presiones muy altas. Explicamos qué es una olla a presión, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es una olla a presión?

Una olla de presión es una olla normal, pero que es hermética y alcanzar presiones más altas que la atmosférica. Debido a esta característica tan particular el punto de ebullición del agua aumenta si la presión se incrementa.

Como funciona una olla a presión

¿Para qué sirve una olla a presión?

Con la presión que se logra, el punto de ebullición del agua también aumenta. De este modo el cierre hermético de la olla logra que la temperatura de ebullición pueda subir por encima de 100 °C, concretamente 130 °C. Por lo anterior, la olla de presión sirve para cocinar a temperaturas más altas y en menos tiempo. Así mismo, tiene la ventaja de cocinar con el mismo efecto de un estofado o cocción a fuego lento.

¿Cómo funciona una olla a presión?

Una olla a presión es una olla sellada herméticamente, la cual eleva la temperatura de cocción. Al nivel del mar se sabe que la presión atmosférica estándar es de 1 atm y el agua hierve a 100 °C aproximadamente. En el caso de una olla a presión, la cocción se da a una presión aproximada de 3 atm absolutas y el agua hierve a alrededor de 130 °C. Por lo anterior, una temperatura elevada permite que la comida se cocine en menos tiempo. Vale la pena anotar que en el interior de la olla el agua nunca va a hervir, pero sí se incrementa su temperatura.

El fenómeno descrito lo describe la Ley de Gay Lussac que se enunció en los primeros años de 1800. Esta ley explica que la presión de un volumen fijo de gas, es directamente proporcional a su temperatura. En ese sentido, si la presión aumenta, la temperatura también lo hace.

Como funciona una olla a presión

Cuando la tapa de la olla a presión se cierra la mayoría del gas contenido en su interior será aire y no vapor de agua, razón por la que la presión al interior es la suma de la debida al vapor de agua, en donde su cantidad va aumentando a causa de la evaporación según aumenta la temperatura, y también al aire, en cuanto que la presión parcial es la responsable según se caliente la olla en su interior y se aleje más de la saturación. De esta manera la ebullición del agua al interior se impide.

En cuanto la presión máxima es alcanzada por la olla, algo que determina la válvula, no se va a poder modificar. Si se mantiene a fuego fuerte la cocción se va a acelerar, sino que sólo se incrementa la evaporación de agua, al igual que las pérdidas de vapor por medio de la válvula.

Tipos de olla a presión según el material

Los modelos de ollas a presión varían debido al tipo de material con el que pueden ser construidos. A continuación, se detallan los tipos de ollas a presión.

Olla de acero – Son fabricadas con acero inoxidable lo que permite que estas ollas sean duraderas, resistentes al calor y fáciles de limpiar. El único defecto que tiene es el peso de la misma por ser el acero un metal de gran densidad.

Ollas de cobre – Al ser más gruesas que las ollas de acero, Son también más resistentes. Siendo también fáciles de limpiar la principal característica de este tipo de olla es la capacidad de distribuir el calor uniformemente a todo el volumen contenido en la olla por ser el cobre un gran conductor térmico.

Ollas de aluminioDentro de los 4 tipos de ollas, esta es la más fácil de limpiar, la más liviana, además de poder calentarse muy rápido ocurriendo lo mismo para enfriarse. Ahora, si se está buscando una olla que tenga una vida útil larga, este tipo de olla no sería el adecuado.

Generaciones de ollas a presión

Primera generación de olla a presión – Se conoce también como viejo tipo y funcionan con una válvula movediza o que se modifica de acuerdo con la presión que se produce. Ese movimiento es un resultado de situar un peso sobre un orificio en una sección determinada, lo cual libera la presión en exceso si el interior del recipiente logra una presión determinada por la válvula. Suelen ser muy ruidosas.

Segunda generación de olla a presión – Funcionan con una válvula que se acciona con un resorte, el cual casi siempre se oculta a la vista del usuario. Se caracteriza por tener algunos ajustes en la presión. En ciertos casos no liberan vapor y el indicador que tienen son ciertas marcas con las que se muestra el nivel de presión.

Tercera generación u olla a presión eléctrica – Se desarrollaron en 1991. Incorporan una fuente de calor eléctrica que se va regulando de modo automático para que la presión se mantenga. Incluyen una válvula que se acciona por resorte. No es una olla que se pueda abrir con un método de liberación rápida con agua. Tiene que utilizarse con precaución si se libera vapor por la válvula.

¿Cómo se usa una olla a presión?

  • Conocer la olla – Tenga la seguridad que ya conoce las características de la olla para que la utilice del modo correcto y seguro. Revise que todo se encuentra en orden sin grietas o abolladuras.
  • Llene la olla a presión – No hay que superar dos tercios en su cantidad porque debe haber espacio para el vapor que se acumulará.
  • Prepare sus alimentos – De acuerdo con el tipo de alimentos por cocinar será la cantidad de tiempo, el nivel de fuego, entre otros detalles. Verifique estas características para una buena cocción.
  • Retirar la válvula – Quite la válvula de seguridad o el regulador de presión y cierre la tapa como es debido.
  • Presión – Espere a que la olla gane la presión debida.
  • Reduzca el calor – Tiene que ser un nivel inferior para que la olla continúe hirviendo y no emita el silbido.
  • Despresurizar – Al considerar que la cocción ha finalizado, apague el fuego y espere a que la presión interna de la olla no esté más. La despresurización es importante, así que no levante la tapa de la olla, sino que espere a que se libere toda la presión.
  • Retire la olla – Una vez todas las medidas anteriores se han tomado podrá quitar la olla y revisa la cocción de sus alimentos.

¿Cómo usar una olla a presión de forma segura?

  • Revisar cantidades – La olla a presión no se puede llenar con más de dos tercios de su capacidad. En el interior también debe haber líquido suficiente para que los alimentos se preparen de modo correcto.
  • Abra la olla con cuidado – Si está en uso hay calor albergado y vapor al interior. Por ende, primero libere la presión y después sí abra la olla.
  • Válvulas de seguridad – Revise y verifique que están limpias y en buen estado para que el vapor se expulse de modo correcto.
  • Temperatura – No exponga la olla a cambios muy bruscos en la temperatura.
  • Detergente – Para el lavado use el detergente común para vajillas y evite otra clase de productos de limpieza.

Ventajas y desventajas de la olla a presión

Las principales ventajas de la olla a presión son:

  • Ahorra tiempo por su capacidad para alcanzar presiones superiores a la atmosférica, por ende, el punto de ebullición del agua se aumenta.
  • Es muy segura si se siguen todas las instrucciones para su uso.
  • El mantenimiento de una olla a presión es sencillo. Consta de lavar y verificar sus piezas cada cierto tiempo.
  • Permite preparar todo tipo de ingredientes, en particular cuando se cocinan en agua.

Las desventajas de la olla a presión son:

  • Es fundamental que la persona conozca el modo correcto en que se debe utilizar, porque podría estallar si no se despresuriza antes de abrir, por ejemplo.
  • En ocasiones no puede funcionar bien porque no se ha cerrado de forma hermética.

Como funciona una brújula

Una brújula es un instrumento de orientación que usa una aguja imantada para indicar el norte magnético. Explicamos qué es una brújula, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es una brújula?

La brújula es un instrumento que se usa para orientarnos. Su funcionamiento se basa en la propiedad de su aguja magnetizada para señalar cuál es el norte magnético del planeta. Con la aguja mencionada se va a conocer el polo norte y polo sur terrestre.

Como funciona una brújula

Para qué sirve una brújula

Es un instrumento de orientación con el que se nos indica el norte magnético del planeta. Es importante mencionar que el norte magnético varía ligeramente según la zona en que se encuentre el usuario en el planeta y también es distinto al norte geográfico.

¿Cómo funciona una brújula?

El funcionamiento de la brújula se basa en el magnetismo. El magnetismo no tiene una explicación, lo más fácil es suponer que es una perturbación en el aire, que afecta a determinados materiales, generándoles distintos tipos de fuerzas. Tiene dos polos, positivo y negativo. Se demostró que los polos opuestos se atraen. También debemos saber que la tierra es un gran productor de flujo magnético. Este flujo va desde el sur hacia el norte. El norte tiene polo positivo mientras que el sur negativo.

En el planeta hay tres tipos de nortes: magnético, geográfico y el norte del mapa. La brújula es un instrumento con el que podemos medir ángulos al tomar como referencia el norte magnético que la aguja imantada indica. Tal y como se mencionó en el planeta hay un gran campo magnético, que, pese a ser inmenso no es muy fuerte, razón por la cual las agujas son tan sensibles al movimiento. La aguja presenta dos partes; una policromada en rojo y otra en blanco o negro.

Respecto a la parte roja es la que apunta al norte magnético, que va a presentar ciertas diferencias según sea la zona de la Tierra en que se indique y también distinto al norte geográfico que es el lugar donde se ubica el Polo Norte.

Como consecuencia del campo magnético de la Tierra, que es débil, la brújula no va a poder más que detectar campos magnéticos que son leves, los cuales son creados por objetos pequeños. Lo anterior explica el motivo por el que la brújula se emplea para la detección de campos magnéticos pequeños que son producidos por un alambre que lleva corriente.

Tipos de brújula

Aunque es un instrumento común, hay ciertas variaciones que permiten plantear una clasificación.

Brújula cartográfica – Cuenta con una base transparente, además de otros complementos como una regla en pulgadas o escalímetros. Sirve para orientarse con mucha exactitud, por eso también se usa con mapas topográficos.

Brújula de dedo – Parece simple pero no lo es. Tiene muchos usos y potencia. Se utiliza más que nada para concursos de orientación porque las manos pueden estar libres.

Brújula lensática o de marcha – Su construcción es más compleja e incorpora más componentes, motivo por el que se asemeja a una militar.

Brújula digital – Funciona de modo electrónico. Aunque es moderna presenta desventajas porque depende de la cantidad de batería.

Brújula especial – Se incluyen en esta categoría las que se emplean para usos específicos como: militar, náutico, geológico, forestal, entre otros.

Partes de una brújula

Partes de la brújula

  • La base – Es la parte con la que se sostiene la estructura interna del instrumento. Casi siempre es de plástico para que no existan interferencias con la capacidad magnética del aparato.
  • El anillo – Se trata de una cinta circular de 360° con la que se obtiene una medición exacta. Por lo general se sitúa en paralelo con la base para que pueda girar sin inconvenientes, además de referenciar distancias. Entre más es la división del anillo, más específica es la medida.
  • Aguja magnética – Es la que posibilita que el imán pueda realizar su trabajo de orientación. Es una aguja imantada. El proceso por el que tiene sus capacidades magnéticas puede ser natural si está en contacto con imágenes naturales o artificial si se imanta artificialmente.
  • Aceite – También puede ser un líquido acuoso con el que se permite que la aguja se mueva sin golpearse contra las demás partes.
  • Flecha orientadora – Se sitúa por debajo de la aguja magnética. Casi siempre se resalta con un dibujo semejante al de una flecha.
  • Punto de lectura – Se emplea para hacer anotaciones o tomar datos en torno a un punto de referencia.
  • Flecha de dirección de viaje – Es distinta a la orientadora. Empieza con una línea que después atraviesa la base de la brújula. Termina con una flecha simple.

Características de la brújula

  • Una brújula no va a funcionar ni en el Polo Norte ni en el Sur.
  • Todo objeto metálico que se mantenga cerca de la brújula va a alterar su funcionamiento.
  • Los aparatos eléctricos alteran el modo en que funciona la brújula.
  • La compone una aguja imantada.
  • Incorpora un transportador con el que se indican los grados y si la persona se encuentra en el Norte, Sur, Este u Oeste.

Historia de la brújula

La brújula se creó en China en el siglo IX aproximadamente, esto con el objetivo de determinar cuál era la dirección a la que se dirigían los hombres en pleno mar abierto. En un primer momento era una aguja imantada que flotaba en una vasija que se llenaba con agua. Tiempo después se aplicaron cambios para que su tamaño se redujera y el uso fuese más sencillo, por tanto, se cambio la vasija de agua por un eje rotatorio, además de agregar una rosa de los vientos para que actuara como una guía para el cálculo de direcciones.

En la actualidad la brújula ha incorporado varias mejoras pequeñas, las cuales no han modificado su funcionamiento, pero que facilitan las mediciones por realizar. Algunas de sus mejoras son la inclusión de sistemas de iluminación y sistemas ópticos para medir referencias.

¿Cómo se usa una brújula?

La brújula se debe sostener de modo firme y plano. Se puede utilizar sobre un mapa o una superficie que sea lisa para que la lectura sea más precisa. Si usted se quiere orientar para conocer la dirección a la que se dirige, verifique la aguja magnética que tendría que estar girando de un lado al otro. Sólo si usted está mirando hacia el norte no ocurrirá ningún movimiento.

Después de lo anterior tendrá que girar el limbo de la brújula hasta que se alineen las líneas norte y sur con la flecha magnética, y en dirección norte. Acto seguido va a encontrar hacia dónde se dirige si revisa la flecha de dirección.

En caso que la flecha esté entre este y norte, se está dirigiendo al nordeste. Acto seguido sólo hay que buscar la dirección en donde la flecha de dirección se esté cruzando con los grados que el limbo maque. Si la flecha está en la intersección con el número 17, usted estaría mirando 17 grados al nordeste.

Diferencia entre norte magnético y norte verdadero

Son dos los tipos de norte aunque parezca extraño.  El norte magnético es el que se refiere a una inclinación en el campo magnético y se ubica aproximadamente a 11 grados de la inclinación del eje de la Tierra. Se estima que la diferencia con el norte verdadero puede llegar hasta los 20 grados en ciertas zonas. Esto es importante para lograr una lectura más exacta con la brújula.

El norte verdadero es el punto en el que las líneas longitudinales se juntan en el Polo Norte. Cada mapa en el mundo tiene una misma disposición, por ende, el Polo Norte se ubica en la parte superior. Igualmente, en la Tierra se dan distintas variaciones en el campo magnético, por ende, la brújula no va a apuntar al norte verdadero, sino al norte magnético.

¿Por qué se llama brújula?

Al llegar la brújula a Europa durante el renacimiento, en el siglo XIV, los europeos creyeron que funcionaba como brujería, motivo por el que se denominó brújula, que es un diminutivo más para la palabra bruja.

Hasta mediados del siglo XIX muchas personas en Europa aún creían que la aguja apuntaba hacia al Norte porque en el Polo Norte del planeta existía una montaña de hierro o magnética gigantesca, esto en una isla imaginaria que se conocía como Rupes Nigra, siendo esta la explicación del porqué la brújula funcionaba como lo hace.

Cómo funciona la bobina de Tesla

La bobina de Tesla la creó Nikola Tesla alrededor de 1890, siendo un trasformador resonante con la capacidad de producir tensiones altas a una frecuencia elevada.

¿Qué es la bobina de Tesla?

La bobina de Tesla es una clase de transformador resonante, el cual se denomina de este modo por su creador. A grandes rasgos se destaca que se encuentra compuesta por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados.

Nota: Si bien son del rubro electricidad / conducción eléctrica, no es propiamente un tipo de bobina.

Cómo funciona la bobina de Tesla

¿Cómo funciona la bobina de Tesla?

Al tomar un alambre y enrollarlo se va a obtener una bobina. Este artefacto permite lograr ondas magnéticas, pues si pasa corriente por allí se va a generar un campo magnético poderoso. Si después de lo anterior otra bobina se acerca a la primera, en la segunda se va a producir una corriente eléctrica.

Ahora bien, es el transformador el que va a cargar el capacitor, lo que va a incrementar la tensión de la red y la misma se va a transferir a un centellador con el que se descarga en la bobina primaria. La bobina primaria va a montarse cerca de una bobina secundaria, donde esta última se va a conectar a tierra.

Los dos circuitos van a tener que ajustarse para que se pueda resonar en una misma frecuencia. Poco a poco esa energía con una tensión baja y una corriente alta se va a transferir de la bobina primar a una bobina secundaria, siendo esta última de alta tensión y baja corriente.

En el momento en que la energía se acaba de ese circuito primario, la oscilación que se encuentra en el segundo circuito va a alimentar una chispa y corona de alta frecuencia. Con esa combinación de alta frecuencia y alta tensión, se consigue generar un campo eléctrico alto, el cual es capaz de ionizar el aire y de irse propagando con forma de chispas.

Cómo funciona la bobina de Tesla

¿Para qué sirve la bobina de Tesla?

La bobina de Tesla es una clase de artefacto que se utiliza para generar ondas magnéticas, ya que si hacemos pasar corriente por ella se establecerá un poderoso campo magnético alrededor de la misma. Ahora si acercamos otra bobina a esa, en la nueva bobina se producirá corriente eléctrica. Este es el funcionamiento básico de la bobina de Tesla.

Video de cómo funciona la bobina de Tesla

Modelo de la bobina de Tesla

Si se quiere construir una bobina de tesla se debe tener en cuenta los dispositivos principales que permiten su funcionamiento. Estos son:

  • Una fuente de alta tensión proveedora de la corriente eléctrica para la primera bobina. Esta puede ser la toma de corriente de la casa a 220v.
  • Un diodo y un condensador de alta tensión.
  • Una bobina primaria con poco número de vueltas.
  • Una bobina secundaria con un gran número de vueltas. Esta debe estar conectada a tierra y también conectada a un toro. Un toro en geometría es una superficie generada por hacer girar una circunferencia alrededor de un punto.
  • Una vez que se tienen estos componentes se está en condiciones de construir una bobina de Tesla.

Consumo de la bobina de tesla

El consumo de la bobina de Tesla va a depender de la fuente que se aplique para otorgar la corriente. Mientras mayor sea la potencia entregada por la fuente, mayor será el consumo de la bobina, pero obviamente este mayor consumo lleva a un mejor rendimiento de la misma.

Aplicaciones de la bobina de Tesla

  • Transmisión de energía – La transmisión inalámbrica de energía es una técnica con la que se da una distribución de energía eléctrica sin un soporte material.
  • Alimentación de lugares de difícil acceso – Por sus características se facilita esa transmisión de la energía y por ende alcanzar sitios de complejo acceso.
  • Fotografía – Se usan bobinas de Tesla de una pequeña potencia como una fuente de alta tensión.
  • Espectáculos – Por sus chispas o streamers que son generados desde el electrodo superior, se la emplea con este fin.
  • Clases de física – En la actualidad se la usa como un elemento educacional.

Como funciona un potenciómetro

Un potenciómetro se define como uno de los dos usos que puede dársele a una resistencia o resistor variable mecánica. A continuación, se explica cómo funciona un potenciómetro.

¿Qué es un potenciómetro?

Un potenciómetro es un dispositivo que limita el paso de la corriente eléctrica, provocando una caída en la tensión. El hecho de que el voltaje pueda variar hace que se puedan controlar distintos dispositivos, ya que el funcionamiento de los dispositivos puede ser regulado por la cantidad de voltaje que da el potenciómetro.

El potenciómetro está conformado por dos resistencias en serie, las cuales cuentan con valores que pueden modificarse por el usuario. Son múltiples las clases de potenciómetros, entre los cuales se dan variaciones en su forma o el método a través del cual se modifican los valores de las resistencias.

¿Para qué sirve un potenciómetro?

El potenciómetro sirve para limitar el paso de la corriente eléctrica, por lo tanto, se refiere a la intensidad, así que ocasiona una caída en la tensión en ellos, que va a ser igual a una resistencia, sólo que en este caso el valor de la corriente y tensión para el potenciómetro puede ser variada únicamente tras modificar el valor de su resistencia. Si fuese una resistencia fija, los valores serían siempre los mismos.

¿Cómo funciona un potenciómetro?

El valor del potenciómetro se expresa siempre en ohmios o con el símbolo Ω, al igual que las resistencias. Su valor máximo depende de la resistencia máxima que alcanza. Su funcionamiento se da con base en la caída de la tensión del mismo modo que ocurre con una resistencia, por ende, limita el paso de la corriente eléctrica. Así mismo, el valor de la resistencia puede cambiarse y por ende la tensión o corriente se modifican a gusto del usuario.

Como dispositivo cuenta con una resistencia variable para cada extremo, y una más como conexión hacia un control deslizante, que permite disminuir o aumentar la resistencia. El objetivo de lo anterior es garantizar que el valor sea variable para las mismas conexiones. Por tal motivo es que dispone de una resistencia variable.

Finalmente, la resistencia mencionada cuenta con tres terminales, las cuales van a conectarse con el voltaje a medir. En cuanto se hace variar la resistencia, la diferencia potencial entre los terminales también lo hace. En conclusión, el valor del voltaje va a determinarse por esa variación en la resistencia.

Como funciona un potenciómetro

Video de cómo funciona un potenciómetro

Tipos de potenciómetro

Según su aplicación.

  • Potenciómetros de mando – Son adecuados para ser utilizados como un elemento de control de la tensión en un aparato electrónico. Aquí el usuario los va a accionar para que varíen los parámetros normales de funcionamiento.
    • Giratorios – Van a controlarse al girar su eje. Son de los más usados por su larga duración y poco espacio que usan.
    • Deslizantes – El recorrido del cursor se da en forma recta. Son usados en ecualizadores gráficos.
    • Potenciómetros de ajuste – Van a controlar la tensión al preajustarla, casi siempre de fábrica. El usuario no se ve en la obligación de retocar, así que no son accesibles desde el exterior.

Según la ley de variación de la resistencia.

  • Variación lineal – La resistencia es directamente proporcional al ángulo de giro.
  • Logarítmicos – Se utilizan casi siempre para audio debido a su modo asimétrico de comportamiento si se da una variación del eje. En el volumen de una radio son comunes.
  • Senoidales – La resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro. Puede presentar topes de fin de carrera o no.

Potenciómetro digital – Son los que funcionan al simular un potenciómetro analógico, pero con la diferencia que emplea un circuito integrado, caracterizándose por su mayor precisión.

¿Cómo usar un potenciómetro?

Un potenciómetro al no ser más que una resistencia, pero con la diferencia que la resistencia puede variar responde a las mismas condiciones de instalación de uso, es decir, de aplicación dentro de un sistema. Finalmente, lo último por hacer es configurar el potenciómetro para que quede ajusta a la resistencia máxima deseada en el sistema y que limite el paso de la corriente eléctrica según las necesidades del proyecto.

Partes de un potenciómetro

El potenciómetro cuenta con una parte fija la cual se encarga de introducir una resistencia eléctrica y una parte móvil la cual está en contacto con la parte fija, pero que al momento de desplazarse ocasiona que varíe la resistencia eléctrica que es introducida en los terminales del potenciómetro.

Por otro lado, lo usual es que el potenciómetro disponga de tres patillas. El valor máximo va a estar disponible de manera constante entre las patillas de los extremos, mientras que ese valor va a aparecer entre una de las patillas exteriores y la patilla central.

Aplicaciones de un potenciómetro

  • Control de audio – Para el volumen de un equipo de música que se controla con un potenciómetro.
  • Iluminación – Al momento de regular la intensidad luminosa.
  • Sistemas de control – Son habituales en los sistemas de control si se quiere actuar como un medidor de una variable en especial.

 

Cómo funciona la maquina a vapor

La máquina de vapor se empezó a usar de forma masiva durante la revolución industrial. Explicamos qué es la máquina de vapor, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es la máquina de vapor?

Una máquina de vapor es en esencia un motor de combustión externa, razón por la que su objetivo es la conversión de energía calórica en energía mecánica. En este proceso el agua pasa a ser vapor por un proceso de combustión que se aplica por fuera del motor. Después el vapor de agua es el que se usa para generar movimiento, por lo general con una turbina.

Qué es una máquina de vapor

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¿Cómo funciona la máquina de vapor?

La función de la máquina de vapor es la transformación de la energía calórica de un cierto volumen de agua en energía mecánica. Para lograr lo anterior se calienta el agua en una caldera que se cierra herméticamente.

A causa del calentamiento del agua y la acumulación del vapor, éste se empieza a expandir según la temperatura aumenta, por ende, se genera presión con la que el pistón se empuja. El pistón va a realizar un movimiento lineal, que gracias a un sistema de biela y manivela se convierte en un movimiento circular el cual es capaz de dar movimiento a las ruedas de un rotor o ferrocarril generador de energía eléctrica.

Cómo funciona una máquina de vapor

Para ejercer un control sobre la potencia con la cual la máquina de vapor opera se usan válvulas que regulan el flujo de vapor, que es el encargado de hacer mover al pistón. En otras palabras, se evita un exceso de presión, además que se logra un control sobre la potencia que se busca aplicar.

Partes de la máquina de vapor

Por sus características como una pieza de maquinaria pesada, el ciclo de este aparato es cerrado para que no existan fugas de presión. Sus componentes son:

  • Válvula de entrada – Es por donde el vapor ingresa a la máquina. Además, regula la cantidad de vapor que va a estar circulando por el sistema.
  • Caldera – Sitio en el cual se aplica la energía calórica y el agua se transforma en vapor.
  • Cilindro – Contiene el pistón y dos tubos para que entre y salga el vapor.
  • Sistema de biela y manivela – Es el transforma el movimiento lineal del pistón para que sea un movimiento circular.
  • Pistón – Sobre su cabeza se aplica la presión del vapor. El movimiento se conecta con el sistema de la biela y manivela.

¿Para qué sirve la máquina de vapor?

La máquina de vapor marca la Revolución Industrial porque fue útil por conseguir aumentar la eficiencia y velocidad de distintos aparatos que se desarrollaron durante esta época. En ese sentido, la máquina de vapor modificó la historia de la civilización en términos económicos, acortamiento de distancias, transporte entre otros. Ejemplo de ello es la creación de la bomba de vapor, barcos de vapor, locomotoras, entre otros.

El desarrollo de los motores de combustión interna con base en los derivados del petróleo hizo que estas máquinas dejen de ser tan utilizadas, pero en la fecha se usan en aquellos entornos en los que se puede aprovechar la combustión del agua y la generación de vapor que resulta de ello.

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Historia de la máquina de vapor

La primera máquina de vapor la creó Herón de Alejandría, quien la denominó Eolipila. Hay que mencionar que la Primera Revolución Industrial se da con base en la máquina de vapor. En ese orden de ideas, desde finales del siglo XVIII en Inglaterra y hasta casi la mitad del siglo XIX, el desarrollo económico se potenció considerablemente en países de Europa Occidental y Estados Unidos.

En medio del periodo de 1830 y 1930, la máquina de vapor por hulla consiguió dar paso a los motores de combustión interna o los que se impulsan con hidrocarburos que se derivan del petróleo.

Son muchos los autores que han buscado determinar con exactitud la fecha en que se inventó la máquina de vapor. Por lo anterior se tienen en cuenta las creaciones de Herón hasta la máquina más sofisticada de James Watt, pero en pleno contexto de Revolución Industrial fueron muchas las adaptaciones y mejoras incorporadas en este dispositivo.

¿Quién inventó la máquina de vapor?

En un sentido conceptual, la primera máquina de vapor la creó Herón de Alejandría en el siglo I. En aquel momento se denominó Eolipila y constaba de dos tubos y una cámara. El vapor ingresaba por una cámara y se enviaba al exterior por tubos, lo cual genera un movimiento de rotación.

En un sentido y uso práctico, la máquina de vapor la creó Thomas Newcomen en 1712, un herrero, quien tuvo la idea de optimizar el rendimiento de las bombas de agua usadas en las minas para lograr una rentabilidad mayor.

Evolución de la máquina de vapor

  • La primera máquina la creó Herón de Alejandría y la denominó Eolipila.
  • Jerónimo de Ayanz y Beaumont fueron los primeros en patentar una máquina de vapor.
  • Thomas Savery a finales del siglo XVII le dio una aplicación industrial a la máquina de vapor por primera vez.
  • Newcomen mejoró la idea y la presentó a Thomas Savery para que lograra más potencia.
  • La modificación más reciente la hizo James Watt en 1769. En la actualidad se sigue usando este modelo.

Aplicaciones de la máquina de vapor

Son muchas las aplicaciones que se le atribuyen, pero fue durante la revolución industrial que estuvo en auge por sus características tan particulares. Las aplicaciones más comunes fueron:

  • Los ferrocarriles.
  • Barcos de vapor.
  • Industria textil.
  • Bombas de vapor.

A grandes rasgos, cada una de estas aplicaciones se hicieron para lograr un aumento significativo en la potencia y en la expansión de fronteras. Previo a su desarrollo no existía un método más rápido y barato para el transporte de cargamento por largas distancias, ni tampoco por el agua hasta que se desarrollaron los barcos de vapor.

Finalmente, las bombas de vapor tenían por función atribuir una cantidad enorme de potencia a la maquinaria, buscando así que se incrementara la eficiencia y el rendimiento durante la producción.