Auto Solar Alicanto PUCV

De Casiopea




TítuloAuto Solar Alicanto PUCV
Tipo de ProyectoProyecto de Titulación
Palabras Claveauto solar, alicanto, celdas fotovoltaicas, energía, sustentable, solar
Período2011-2011
CarrerasDiseño Industrial
Alumno(s)María Paz Carcamo, Melissa Troncoso, Victor contreras, Carla Salinas
ProfesorJuan Carlos Jeldes
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Es un proyecto multidisciplinario,en conjunto con alumnos de Ingeniería Civil Industrial, Ingeniería Civil Electrónica, Ingeniería Civil Eléctrica, Ingeniería Civil Mecánica además de Ingeniería Comercial, Contador Auditor y por supuesto Diseño Industrial, todos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Para el diseño y construcción de un automóvil, que funcione únicamente en base a energía solar, con objetivo de participar en la primera carrera de autos solares de América Latina, Atacama Solar Challenge.




Tabla de Contenidos

ATACAMA SOLAR CHALLENGE....................................................................

El Desafío Solar Atacama 2011, es la primera carrera de vehículos solares desarrollada en América Latina, es el reto de desarrollo en tecnologías autosustentables. Por ser la primera carrera de autos solares en Latinoamérica es indudable que aspectos como la innovación, la creatividad y la mejor ingeniería disponible juegan un rol fundamental del proyecto.

La carrera tiene lugar en el norte grande de Chile, que se caracteriza por tener unos de los mayores niveles de radiación en el mundo. Así su clima en el desierto, las pendientes y sus vientos, otorgan al desafío un mayor nivel de dificultad. La competencia se desarrolla desde el 30 de Septiembre al 2 de Octubre, 2011. Iniciando en Iquique, atravesando; Calama, Antofagasta, y finalizando en Chañaral.

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ALICANTO........................................................................

Obejtivos

Desarrollar un vehículo impulsado solo por energía solar que cumpla con las bases establecidas por la organización de la carrera. Se busca mostrar el potencial tecnológico y el desarrollo de las distintas facultades participativas involucradas (Facultad de Ingeniería y la Escuela de Arquitectura y Diseño) en un nivel nacional e internacional.

El diseño se plantea de forma integral trabajando de la mano con las otras facultades. Teniendo siempre presente la mecánica y el sistema eléctrico en el desarrollo de Alicanto. Así también indaga en forma progresiva sobre materiales livianos y resistentes para el modelado y fabricación de la carrocería. De esta manera dando paso a genereacions futuras en a investigación y desarrollo de éstas tecnologías.


Lo Formal

Carta Gantt General

Se proponen los objetivos divididos por áreas, con fechas de cumplimiento. En cuanto a lo general, el sistema de potencia y el diseño con mecánica.

CARTA GANT Click para visualizar en tamaño completo

Carta Gantt Diseño

Como grupo de diseño, desarrollamos una carta gantt considerando variables tales como modelos en 3d (para ser sometidos a estudios computacionales de aerodinámica), compra de materiales, elaboración de matrices, los prototipos y modelos a realizar.

Presupuesto Diseño

Consideramos para el estudio del proyecto la realización de maquetas , un prototipo, para finalmente seleccionar el mejor modelo aerodinámico , según lo que arrojen los estudios.

Para el presupuesto de diseño se nos es pedido el considerar dos opciones; uno más económico y un segundo más completo.

Consideramos para el estudio del proyecto el realizar de dos a tres maquetas.

Presupuestosmaqueta.jpg


Las diferencias entre el presupuesto 1 y el 2, considera la cantidad de maquetas a hacer. Presupuestosmaq.jpg


Presupuestoprototipo.jpg

Presupuestoprototipo2.jpg

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Presupuestomodelofinal.jpg

Acerca de Alicanto, general

El nombre

El Alicanto es un ave mitológica que habita el desierto norteño. Es creído que su presencia trae suerte entre los mineros, ya que ella se alimenta de oro y plata. Así el Alicanto es el guía de los trabajadores hacia las enriquecidas minas,siendo él el camino al éxito. De ésta manera el nombre no es solamente la búsqueda a la victoria, más la intención y el propósito de ser representantes de tal.

Diseño

Forma

El fundamento de la forma se basa principalmente en su función aerodinámica.

La forma tiene las características de un ala invertida en la cual se busca una cercanía con el suelo para producir cantidades mayores de fuerza hacia abajo generando más tracción y permitiendo el aprovechamiento del flujo de aire, aumentando la velocidad.

Colores

Se adopta el color blanco en la cubierta superior, con la base de que existen tres tipos de incidencias en los paneles solares; 1.La directa, es decir que los rayos solares prenetran en un ángulo de 90°. La difusa, es decir que los rayos están fuera de los 90°, y por último la de albedo que se produce por una reflexión por estímulos anexos. Tomamos éste tercer caso, eligiendo el color blanco que permite una incidencia mayor en los panelos solares, adempas se debe disminuir la temperatura en la superficie del vehículo expuesta al sol, para que las celdas funcionen a la temperatura más eficiente.

Cómo se construye

Se generará un modelo uno a uno, para poder sacar las matrices de los moldes.las piezas se generan con la matriz y una presión al vacío para unir los materiales (resina y fibra).


Principios en la Aerodinámica

Esquema del perfil de vuelo aerodinámico del vuelo.

La aerodinámica es una parte de la mecánica que estudia el modo en cómo los gases reacción ante el encuentro con los distintos objetos. Se busca disminuir el roce con el viento, evitando la resistencia al aire.

Se distinguen dos fuerzas a partir del encuentro entre ambos; la resistencia y por otro lado la sustentación.


La resistencia aerodinámica es la fuerza que sufre un objeto al mover a través de un espacio. Es siempre contraria al sentido en el que el recorrido del cuerpo.


Esquemaresistenciaaerodinamica.jpg

En ella hay factores variables:

1. la resistencia al avance, recae en la forma total que tiene el cuerpo, por ejemplo si tiene formas que sobresalgan. También afecta la superficie de contacto.

2.la fricción, tiene relación con las texturas de las superficies, si son más lisas menor será la fricción.


La sustentación

Se produce princilmente por dos conceptos;

Cometasustenacion.jpg

- Al haber una diferencia de presión se da una fuerza aerodinámica que empuja la zona de meyor presión a la de menos.


- al unirse la corriente de aire que avanza por la zona superior , con la de la zona inferior, convergen produciendo una fuerza de reacción adicional hacia arriba

La cometa es caso una sustentación básica, un cuerpo plano inclinado en posición al viento produce sustentación.



Esquema del perfil aerodinámico Alicanto










A mayor velocidad, menor presión (Teorema de Bernoulli)

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Aerodinámica en un F1

Para poder entender y generar un buen diseño de la forma exterior de ALICANTO, se estudia antes la aerodinámica de un auto de carrera de fórmula 1, debido a que aplican conceptos significativos en el desarrollo de la forma y que aportan a la estabilidad, seguridad y velocidad del auto durante toda la carrera.


Términos de aerodinámica de un F1.

Para comenzar el análisis, a continuación algunos términos importantes usados en la aerodinámica de un F1.

Caballo de Vapor (CV): Unidad de medida de potencia que se define como la potencia necesaria para elevar verticalmente un peso de 75kgf a 1m de altura en 1s.

Downforce: Fuerza de adherencia/agarre.

Ground effect: Efecto suelo, resultado de la fuerza de adherencia o downforce.

Monoplaza: Vehículo habilitado para el transporte de un solo pasajero.

Underbody: Parte de abajo de la carrocería.

Vórtice: Flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas. Como vórtice puede considerarse cualquier tipo de flujo circular o rotatorio que posee vorticidad

Wings: Alerones.

Winglets: Alerones pequeños.

Elementos de aerodinámica en un F1

A continuación se indican y explican los diversos elementos, que intervienen en la aerodinámica de un monoplaza de F1, ya sea en mayor o menor medida:

• Alerón Delantero

• Chasis

• Aletas de Cono

• Deflectores Laterales

• Toma de Admisión

• Pontones

• Aletas de Pontón

• Alerón trasero

• Fondo Plano

• Difusor

• El Casco



1. ALERÓN DELANTERO

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ALERON DELANTERO VISTAS.jpg


El alerón de un Fórmula 1 está construido en fibra de carbono y es la primera parte del auto en hacer contacto con el flujo de aire. El flujo alrededor de este es mayor que en cualquier otra parte del auto puesto que es la parte en la que el aire incide con menos perturbación. El alerón está diseñado para producir downforce (fuerza de adherencia/agarre)y guiar el aire que se mueve hacia abajo.

Flaps y winglets (pequeños alerones y apéndices aerodinámicos) se usan para guiar el aire pasadas las ruedas hacia las entradas del radiador y el underbody del auto. El aire turbulento que se mueve hacia la parte trasera del auto impactará sobre la eficiencia del alerón trasero. La eficiencia del alerón se basa en tres parámetros básicos: el alargamiento, el ángulo de ataque y la resistencia:

1. El Alargamiento: La cantidad de downforce producida por un ala o alerón se determina por sus medidas. Cuanto mayor sea el alerón mayor downforce produce. Se llama alargamiento a la relación entre longitud/anchura. Cuanto mayor sea el alargamiento, menor es la resistencia creada por los vórtices en las puntas de los alerones. El alargamiento es la longitud (la dimensión alargada perpendicular al flujo de aire) dividida por su cuerda (la dimensión paralela al flujo).

2. El Ángulo de Ataque: La eficiencia de un alerón depende también de la relación downforce/resistencia. La cantidad de downforce generada también depende del ángulo o inclinación del alerón. Cuanto mayor es el ángulo de ataque mayor es el downforce producido.

3. La Resistencia: Al incrementar el downforce en un alerón también crece la resistencia. La downforce generada por el alerón trabaja en sentido vertical, hacia el suelo, mientras que la resistencia actúa en la dirección opuesta al flujo de aire.

Las ruedas delanteras y traseras son la mayor fuente de resistencia de un Fórmula 1. Esto provoca hasta un 60% de ineficiencia aerodinámica (el aporte en la resistencia total suele ser de un 40%). El conjunto del alerón delantero tiene unas placas perpendiculares en sus bordes laterales para reducir la turbulencia que hay alrededor de las ruedas y ayudar al flujo de aire a moverse hacia los radiadores y alrededor de los sidepods. Cualquier cambio realizado en la parte delantera del auto afectará al flujo de aire que se mueve hacia la parte trasera.


El alerón delantero carga con el 33% de la fuerza hacia abajo total del auto (la mitad del grupo alerón).A parte de esto, y de enviar la corriente de aire a las ruedas de forma que no generen mucha resistencia (gracias al conjunto de lengüetas laterales nombradas antes), tiene la función de alimentar en parte a los bajos, y canalizar el flujo de aire de la forma deseada hacia la popa del monoplaza. Otra función interesante que realiza el alerón delantero gracias a su forma, es la de deflectar aire hacia los frenos para mejorar su refrigeración.

La principal problemática en diseño es buscar una solución equilibrada entre la generación de fuerza vertical y el desvío de aire a otras partes del auto.



2. CHASIS

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El chasis de un Fórmula 1 está diseñado, como todo elemento en un F1, para producir el máximo de downforce minimizando a su vez la resistencia. Para conseguirlo la parte superior del auto está diseñada para cortar el aire tan finamente como sea posible, mientras que su parte inferior se diseña para crear una zona de baja presión entre el auto y el asfalto, que empuje el auto hacia el suelo. Antiguamente el diseño de debajo de los sidepods recordaba a un perfil aerodinámico invertido. Dichas superficies que propiciaban el efecto venturi fueron restringidas por motivos de seguridad (este efecto conjuntado con los alerones era conocido como el “efecto suelo“), y se impuso un fondo plano para los monoplazas, aún así el chasis es capaz de producir downforce.

El desarrollo del efecto suelo empezó en los años setenta cuando se comenzó a usar alas montadas en los autos para generar downforce en las ruedas traseras. Por razones de seguridad esto fue prohibido, lo que condujo a un rediseño del underbody (parte de abajo del auto) y se introdujeron los sidepods que contenían los radiadores e introducían el aire debajo del auto hacia sus túneles. Estos túneles se estrechaban en el centro y se ensanchaban hacia la parte posterior del auto. Tal y como el aire se movía hacia los túneles, se creaba un área de baja presión entre el auto y el suelo. Esto producía que el auto fuera succionado hacia el suelo. Al progresar las pruebas se comienza a ver que reduciendo el flujo lateral debajo del auto mejoraba aún más el efecto suelo. De esta forma se adjuntaron faldas ajustables (verticalmente) en los sidepods de los autos para reducir el flujo lateral, de nuevo esto resulto en una mejora a nivel aerodinámico.

Actualmente las regulaciones de la FIA estipulan que los Fórmula 1 deben tener un fondo plano y prohíben dichas faldas. De este modo se reduce la forma de perfil invertido y se pierde downforce, que reduce la velocidad en las curvas y por lo tanto incrementa la seguridad, factor que década tras década ha ganado mucha importancia en la Fórmula 1. A pesar de todas estas limitaciones, la geometría del underbody del auto sigue teniendo una importancia vital en la configuración aerodinámica del auto.



3. ALETAS DE CONO

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ALETAS DE CONO VISTAS.jpg


Estos elementos son aletas destinadas a la corrección de los flujos de aire pasantes por el cono hacia la parte media y luego a la trasera. Independientemente de su orientación, su función no es la generación de empuje, sino el redirigir, dividir y/o repartir el flujo de aire incidente en ellas. Su función es solucionar inestabilidades, vibraciones o decaimientos de rendimiento en elementos que están por detrás en el flujo de aire, y como ocurre siempre, son elementos añadidos tras la detección de una anormalidad en algún sitio posterior.

Por esto mismo, son específicas para cada problema y cada coche. Además suelen tener cortos periodos de vida, pues suele haber soluciones menos costosas en cuanto al arrastre; aunque más difíciles de implementar.

A cada uno de los tipos de aletas que aparecen se les suele poner un nombre particular.




4. DEFLECTORES LATERALES

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DEFLECTORES VISTAS.jpg


Los deflectores al contrario que otros elementos aerodinámicos no cumplen la función de generar apoyo o “downforce” es decir no se encargan de empujar el auto hacia abajo. Los deflectores tienen una función distribuidora de los flujos del aire.

Tiene la cualidad de canalizar el aire hacia los pontones para mejorar la refrigeración, los deflectores “imitan” la forma del chasis y suelen ir sujetos a la esquina inferior externa del pontón en cuestión. Otra cualidad sería la de orientar los flujos de aire por debajo del auto, sobre todo por la zona de los pontones pero orientando el flujo del aire hacia su parte inferior. Seguidamente el fondo del auto redirige esos flujos de aire hacia el difusor mejorando así el apoyo aerodinámico; el difusor es el elemento del auto que genera más apoyo aerodinámico por sí sólo. Por tanto, si los deflectores mejoran el flujo de aire hacia el difusor la eficacia aerodinámica es mayor.


Las funciones del sistema de deflectores, son cuatro:

1-Redirigir el aire sucio (turbulento) de las ruedas hacia fuera de los pontones.

2-Separar el flujo de aire hacia la toma de refrigeración.

3-Sellar el fondo para aumentar el efecto suelo.

4-Generación de empuje.


1) Tanto la zona exterior de los deflectores de la zona de suspensión, como el deflector, están diseñados para que el aire sucio desprendido de las ruedas sea canalizado hacia el exterior de los pontones, de forma que ese aire con tantas turbulencia no incida en la carrocería del vehículo.

2) Sin embargo, las zonas inferiores de esos deflectores que separan el aire sucio, tienen como misión mantener el aire limpio (laminado y con pocas perturbaciones) dirigido hacia la toma de aire de los radiadores que están en los pontones.

3) Al igual que con el alerón frontal, se pretende generar un “sellado” de los laterales de los bajos del auto, de tal manera que se potencie la generación de esos vórtices de alta energía, cosa que se produce en la intersección de la placa vertical con el aspa de giro.

4) Y evidentemente generar un leve empuje en los extremos en un punto muy bajo, y que generalmente suele ser asimétrico, ya que los circuitos al ser cerrados, suelen tender a cargar más curvas a un lado que al otro, así compensamos parte de las necesidades de carga de un costado y otro (haciendo las placas levemente distintas, entre otras medidas).




5.TOMA DE ADMISIÓN (Anclaje para grúa)

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TOMA VISTAS.jpg

El anclaje para grúa, es la parte elevada por encima de la cabeza del piloto, que tiene una entrada de aire más o menos grande y está rematada por el alerón superior de la cámara, impuesto por reglamento, al igual que la apertura necesaria para poder levantar el auto mediante una grúa, en caso de tal necesidad.

Es una buena zona paraposicionar aletas, que pueden tener múltiples aplicaciones, desde generar un alto empuje en la zona central, o redirigir los flujos de aire hacia el alerón trasero, hasta corregir inestabilidades o vibraciones innecesarias.




6. PONTONES

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PONTONES VISTAS.jpg

Son la parte ancha y baja de la carrocería, que se extienden desde cada lado del habitáculo del piloto hasta el extremo final de los radiadores cubriéndolos, obviamente no cubre las tomas de aire. Desde ahí hacia atrás, se van estrechando hacia la zona central trasera, de tal manera que dan un forma de “botella de coca-cola” a la silueta del automóvil.


Esa forma no es causal en la F1, ya que se basa en una regla del diseño aeronáutico, la llamada “Regla del área”. Esta regla de diseño sirve para reducir la resistencia de onda producida en el avance de un cuerpo a través de un fluido (relacionada con la compresibilidad del aire), sobre todo en altas velocidades. Resumiendo, la regla consiste en reducir en lo posible las variaciones bruscas de sección trasversal del objeto que se desplaza.

En aviones es fundamental si se quiere sobrepasar el Match 1 de velocidad, en los barcos también se usa, y en los coches es asumible para reducir las vibraciones estructurales. Lo que se traduce en estabilidad estructural y facilidad para el piloto, que no temblará tanto por este motivo, las vibraciones por el motor y suspensión son otro asunto. Es en los pontones donde se colocan aditamentos como las famosas “branquias” y también, obviamente, las aletas de pontón, las “chimeneas”, así como los escapes que están en la parte trasera de esta cubierta.



7. ALETAS DE PONTÓN

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Parecería evidente que disponiendo de una zona tan amplia como los pontones, se pudiesen llenar con uno o varios dispositivos aerodinámicos que produjeran una gran cantidad de empuje, pero resulta que no es necesario tanto empuje, ya que precisamente esta es la zona de mayor peso (motor, transmisión, refrigeración…) En lugar de esto, es preferible, ya que se gana más, mejorar el resto de prestaciones que debe cumplir la zona:

1)Canalizar mejor el aire en la entrada de los radiadores. 2)Separar el flujo de aire incidente en las ruedas traseras. 3)Dirigir el flujo de aire para que incida mejor en el alerón trasero. 4)Evacuar el aire caliente proveniente de los radiadores. 5)Evitar que los flujos de aire incidan en el chorro de los gases de escape. 6)Generación de empuje vertical.



8. FONDO PLANO

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El fondo plano, es la parte más baja del monoplaza, la parte que más cercana está al asfalto. El objetivo, en lo que respecta al fondo plano, es hacer que circule la menor cantidad de flujo de aire posible por debajo del auto, para que el dowforce del monoplaza aumente. Para tratar de conseguir esto existen diferentes métodos: • Vórtices del alerón delantero en un determinado sentido, para extraer aire de debajo del auto. • Apéndices colocados debajo de la abertura de los pontones, para desviar y alejar el flujo de aire de la parte baja del auto. • Labios en los extremos de la superficie del fondo plano, justo debajo de los pontones ( a cada lado de la cubierta motor) con el fin de extraer aire de debajo del auto. En la parte central de este, se suele colocar como una tabla de madera, para evitar que se desgaste el fondo. Esta tabla la impone el reglamento para evitar que el bajo del auto esté demasiado cerca del suelo, ya que según la normativa tiene que haber una distancia mínima de 100mm entre el fondo plano y el asfalto. De lo contrario, si la la tabla se desgasta más de lo que permite el reglamento (1mm), la escuderia puede ser sancionada.



9. DIFUSOR

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DIFUSOR VISTAS.jpg

Otro elemento aerodinámico de mucha importancia en un Fórmula 1 es el difusor. Gran parte de la downforce se obtiene de un difusor que se endereza por debajo del eje de las ruedas traseras y tiene una geometría tal que mejora las propiedades aerodinámicas del auto, optimizando la transición entre el flujo de alta velocidad por debajo del auto con el flujo mucho más lento de la parte superior.

Funciona proporcionando un espacio para el flujo por debajo del auto para desacelerarse y expandirse de forma que la capa entre el flujo de aire del auto y el externo sea menos turbulento. También proporciona cierto grado de “estela de relleno“.

De esta forma el flujo de aire debajo del auto se controla mediante el difusor trasero. Su diseño es de una importancia vital, puesto que cuánto más rápido el aire sea capaz de salir del auto, más downforce se produce.



10. CASCO

CASCO VISTAS.jpg

Dado el lugar donde se ubica el casco, puede actuar en aspectos:

1. Adecuando el flujo hacia la toma de admisión: Ya que en función de si se canaliza o no, mediante un apéndice colocado en el alerón delantero, el flujo de aire, se podrían obtener aumentos de potencia de hasta 5 CV o quizás más.

2. Adecuando el flujo de aire hacia la popa (alerón trasero y difusor): En este caso, la eficiencia del alerón trasero y también del difusor aumentan de forma considerable. En un principio y ello es verdaderamente así, los diseños de un casco son diferentes en función de la categoría donde se dan. Las funciones son diferentes y por lo tanto, los diseños han de ser diferentes.


• Si se pretende canalizar de forma idónea el flujo de aire hacia la toma de admisión, el diseño del casco ha de permitir un flujo superior enfocado hacia la toma de admisión, teniendo en cuenta una desviación de flujo excedente.


• Si se pretende canalizar el flujo de forma adecuada hacia la popa del auto, el diseño ha de permitir un flujo a su alrededor con baja resistencia, siendo la popa del casco zona importantísima para que el flujo no sea turbulento o cause alteraciones en el mapa de presiones o turbulencias periódicas.

En un coche de GP2, la variación de tan sólo 2 cm de la altura del casco, produce una variación de 5 kilos en la resistencia; al fin y al cabo, estos kilos de resistencia son caballos de potencia que se restan.

Materiales

Celdas Solares

Las celdas solares basan su funcionamiento en el efecto fotovoltaico donde los electrones que se encuentran en el medio absorben los fotones dotándose de energía suficiente para escapar de éste. Cuando estos electrones libres son capturados el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.

Las celdas solares pueden conectarse entre si de dos formas distintas:

Serie: el voltaje de los contactos terminales es la suma de los voltajes individuales de cada celda, o sea que se obtiene un voltaje mayor que el que proporciona cada una de ellas.

Paralelo: el voltaje se mantiene constante y es el mismo para cada una forma individual.


Generación de electricidad. Efecto fotovoltaico


Las celdas de ALICANTO corresponden al modelo PEPV 245 de la marca Eurener. Son celdas que se caracterizan por su gran rendimiento y alta fiabilidad. Un panel compuesto por 60 células de silicio, alcanza una eficiencia de hasta un 16%. En la fabricación se emplea soldadura libre de Plomo, medida que contribuye a la conservación del medio ambiente.Estas celdas hechas de silicio policristalino, son cuadradas cuyas dimensiones son 156 mm x 156 mm con encapsulado EVA (etilen-vinil-acetato).

Una celda alcanza una temperatura (no ambiente) de 25 °C .Por lo que la temperatura es un tema de cuidado dentro de un panel fotovoltaico ya que si aumenta la temperatura de operación de las celdas la tensión que entregan disminuirá puesto que se produce un aumento en la intensidad de corriente.

La unión de varias células recibe el nombre de módulo solar, en ALICANTO se usaran 37 paneles, con un total de 246 celdas, distribuidas en módulos de 2x3 y 1x4,que proporcionarán una potencia de 984 W, distribuidos de acuerdo a las necesidades de diseño y requerimientos energéticos del auto.

Proceso de fabricación de celdas solares

El proceso de fabricaciónde una celda solar tiene como primer paso la cristalización del sillico, este es sometido a un proceso de lavado y luego decapado, con este último se consigue la desoxidación del óxido de silicio, este proceso se realiza en un horno de arco eléctrico utilizando carbón como elemento reductor del óxido de silicio y obteniéndose silicio bruto el cual tiene una pureza del orden del 99%, con esto se consigue que los lingotes con los que se fabricaran las obleas sean de buena calidad.

El siguiente paso es la obtención del silicio purificado, este consta de la purificación del silicio y de la separación de las impurezas que contiene el silicio en su estado bruto, para esto se separaran las impurezas por destilación, en una torre de destilación.

Luego para la cristalización del silicio se usa un horno de inducción donde se mete un cubo que contiene el silicio solar purificado en forma líquida a unos 1.600 ºC y en el horno de inducción se controla la temperatura del silicio líquido de forma que se forme una superficie de cristalización que avanza de abajo hacia arriba del cubo y va solidificando el silicio y por lo tanto cristalizándose. La cristalización se produce a una baja velocidad de 1 cm/hora y se usan generalmente cubos de 70 x 70 cm de lado y una altura de 30 cm. Cuando se obtiene el silicio cristalizado y luego de enfriarse se realiza el corte en forma de lingotes de 15 x 15 cm de lado y 30 cm de largo aproximadamente. El siguiente paso es cortar los lingotes en forma de obleas planas, para esto se utiliza una maquina llamada cierra de hilos, cuyos hilos están hechos de polvo de diamante. Este corte se realiza a temperatura ambiente, ya que el corte a altas temperaturas del silicio puede generar pérdidas de rendimiento de las células solares. Para eliminar la suciedad de las obleas el corte se realiza con una pasta abrasiva, la que generalmente se encarga de pulir el material.

proceso de fabricación de celdas solares

Después de cortar las obleas, viene un proceso de lavado preliminar para sacar los restos de pasta abrasiva, posteriormente viene el lavado final que consiste en una serie de procesos químicos y de ultra sonido para dar la limpieza final de las obleas.

Luego de esto las obleas son sometidas a una serie de procesos para la fabricación de las células solares, cada proceso mejora la eficiencia final de la celda, y cada uno de ellos depende de la aplicación que el propio fabricante le dé.

conexión entre celdas solares

En la mayoría de los casos al comprar celdas solares estas vienen listas para conectarlas entre si y armar un panel, es decir, los cables de conexión ya están pegados en ellas, pero si esto no ocurre, para realizar una buena conexión en serie de las celdas se deben considerar los siguientes pasos:

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Por lo general las celdas que hoy en día se comercializan poseen un tamaño de 156 x 156 mm. este es un tamaño estándar en el proceso de fabricación, celdas con menor área son difíciles de conseguir en el mercado. Una opción para disminuir su tamaño es cortándolas, pero esto significa un riesgo, ya que las celdas son muy frágiles y cortándolas se pueden estropear gran cantidad de ellas.

Cabe destacar que en algunos casos las celdas vienen encapsuladas, es decir selladas para que no tengan contacto con el aire. Generalmente las celdas requieren de algún tipo de ventilación, en el caso del auto solar, una opción de ventilación por ejemplo es dejarlas semi encapsuladas, es decir sólo una de las caras selladas (cara negativa).

Celda solar encapsulada

Las celdas que se comercializan en Chile se venden por watts, por ejemplo, si 1 watts = 1200 pesos, una celda de 4 watts cuesta 4800 pesos. Dentro del mercado se ofrecen kit solares de 16, 36 o más watts donde además se incluyen los materiales necesarios para conectarlas (soldadura, plumón flux, cables y celdas).

Armado de un panel solar

Para armar un panel solar, primero se debe entender el concepto de conexión en serie y conexión en paralelo al momento de conectar las celdas solares entre si. Al realizar una conexión en serie se debe considerar que los polos positivos de la primera celda solar van conectados a los polos negativos de la siguiente celda, este tipo de conexión se realiza para sumar voltaje de las celdas sin aumentar el amperaje. En tanto la conexión en paralelo se produce cuando se conectan los polos positivos del primer grupo de celdas con los polos positivos del segundo grupo, esto genera la suma del amperaje sin aumentar el voltaje.

Los contactos eléctricos son esenciales para una celda fotovoltaica ya que son el puente de conexión entre el material semiconductor y la carga eléctrica externa.

Generalmente para construir un panel solar las celdas son conectadas en serie. En una celda solar el lado negativo está dado por la parte azul de celda (la que va expuesta la radiación), este lado de la celda posee dos líneas blancas, llamadas barras de distribución y son los polos negativos, en tanto el revés de la celda posee seis o más cuadrados blancos que son los polos positivos, por lo tanto para formar una conexión en serie se deben conectar los conductores del lado positivo de la celda con los cuadrados negativos del lado trasero de esta, este proceso de repite hasta formar un grupo de celdas (generalmente entre 6 a 9 celdas). Cuando se forman grupos de celdas estos se conectan en serie nuevamente.

Para saber cuánta energía eléctrica produce una celda solar es necesario saber la potencia en watts, entonces si una celda genera, por ejemplo, 0.5 volts y 3.3 amperes cada una, esto es, una potencia promedio de 1.65 watts. Por lo tanto, si se quiere formar un panel de 60 watts se debe realizar el siguiente cálculo:

60w / 1.65 w = 36 celdas solares.

conexión en serie de un panel fotovoltaico.

Elementos que constituyen un panel solar

Para que un panel solar funcione correctamente necesita una serie de elementos que le brinden la mayor protección frente a los agentes externos

Encapsulante, está constituido por un material que debe presentar una buena transmisión a la radiación y una degradabilidad baja a la acción de los rayos solares. Encargadas de proteger a la célula y los contactos de conexión. Generalmente son de siliconas o polivinilo.

Capa Antirreflectante el silicio es un material gris brillante que puede actuar como un espejo, reflejando más del 30% de la luz que incide sobre él. Para mejorar la eficiencia de la celda solar, se debe reducir al mínimo la cantidad de luz reflejada de modo que el material del semiconductor pueda capturar tanta luz como sea posible y utilizar los electrones que se liberan.Para esto se puede cubrir superior con una capa delgada del monóxido del silicio de esta manera se reduce la reflexión superficial a cerca del 10%, y una segunda capa puede bajar la reflexión a menos del 4%.

Cubierta exterior de vidrio templado, este se utiliza para facilitar al máximo la transmisión luminosa, debe resistir las condiciones climatológicas y soportar cambios bruscos de temperatura.

Cubierta posterior, se conforma generalmente por varias capas opacas que reflejan la luz que pasa entre los intersticios de las células, haciendo que vuelvan a incidir nuevamente sobre ellas. Las protege principalmente contra los agentes atmosféricos, como por ejemplo la humedad. Suelen utilizarse materiales acrílicos y siliconas.

Marco de metal, normalmente de aluminio, que asegura rigidez y estabilidad al conjunto, y que lleva los elementos necesarios para el montaje del panel sobre la estructura soporte. El material debe ser resistente a la corrosión, para esto los mejores resultados son los obtenidos con acero galvanizado y aluminio anodizado.

Caja de terminales,son los que permiten acceder a la energía producida por el panel. Las formas y métodos van desde unos simples cables que salen al exterior hasta una caja de bornas de intemperie con los terminales positivo y negativo en su interior.

Diodo de bloqueo,diodo que no permite el paso de corriente en forma inversa, es decir impiden que el panel actúe como receptor cuando no recibe radiación solar. Está montado en la caja de conexiones

Tipos de celdas fotovoltaicas

celdas de silicio monocristalino
celdas de silicio policristalino
celdas de silicio amorfo


La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico está determinado por:

  • El tipo y el área del material
  • La intensidad de la luz del sol
  • La longitud de onda de la luz del sol


Celdas solares de silicio monocristalino: se basan en secciones de una barra de silicio perfectamente cristalizado en una sola pieza. Actualmente no pueden convertir más el de 25% de la energía solar en electricidad.


Celdas solares de silicio policristalino: Los paneles policristalinos se basan en secciones de una barra de silicio, los cuales poseen una estructura desordenada en forma de pequeños cristales. En la actualidad tienen una eficiencia de menos del 20%


Celdas amorfas de silicio: Basados también en el silicio,a diferencia de los anteriores, este tipo de celdas no poseen una estructura cristalina. Generalmente son empleados para pequeños dispositivos electrónicos (Calculadoras, relojes) y en pequeños paneles portátiles. Tienen actualmente una eficiencia cerca del 10%, debido a pérdidas de energía internas más altas que las del silicio monocristalino.

Sistema Eléctrico

El sistema eléctrico del automóvil es regulado por la electrónica de potencia, la cual se encarga de regular la electricidad del automóvil, compuesta por las baterías, los seguidores de potencia , el control del motor y el sistema de adquisición de datos.

Captación de energía

Como su nombre lo dice, un auto solar, es aquel que se mueve gracias la energía entregada por el sol, por lo que su principal componente son las celdas solares, las cuales captan la radiación y la convierten en energía eléctrica. La energía captada por las celdas es regulada por seguidores de potencia, estos se encargan de convertir la energía recibida en una tensión adecuada, para el buen funcionamiento de las baterías y el motor. Luego de este proceso la energía es almacenada en las baterías, la que a través de un controlador, se encarga de ajustar la cantidad de energía que se dirige hacia el motor, y así obtener el movimiento del auto.

Un automóvil solar necesita una gran cantidad de celdas fotovoltaicas para un buen funcionamiento, se utilizan generalmente las de silicio policristalino, silicio monocristalino, o arseniuro de galio.Los módulos solares actúan como una cantidad de pequeñas pilas conectadas en serie. El voltaje producido es la suma de los voltajes de cada pila. Las celdas que usará este auto solar generan alrededor de 0,502 volts.

El sistema eléctrico del automóvil es una de los más importantes ya que controla toda la parte de potencia entra y sale del conjunto.

Seguidores de Potencia

Los seguidores de potencia se encargan de controlar la potencia que viene desde las celdas solares .Este dispositivo es sumamente necesario, gracias a el se aprovecha al máximo el rendimiento de las celdas solares, obteniendo así, el buen funcionamiento del sistema en general. Dentro de este dispositivo existen diversos circuitos que permiten trabajar a la máxima potencia posible, y a los valores de corriente y tensión requeridos. En ALICANTO se trabaja con varios seguidores de potencia, adaptando cada uno de ellos a un módulo individual de celdas.

Estos dispositivos también protegen a las baterías de sobrecargas(es como si las baterías no pudiesen almacenar más energía). Existe este riesgo ya que el panel solar no puede dejar de producir energía, es ahí donde el seguidor de potencia debe coincidir exactamente con la oferta y la demanda de energía para que ésta se almacene en la batería a la misma velocidad que se alimenta el motor, de este modo, la batería no se sobrecargará. Los seguidores de potencia regularán la tensión generada por las celdas, tomando en cuenta la cantidad de energía que de ellas provienen; así impedirán que la carga de las baterías sea demasiado baja o demasiado elevada, asegurando la vida útil de las baterías.


Almacenamiento (baterías)

Las baterías almacenan la energía captada por las celdas solares, cuando el conjunto de celdas tienen un buen desempeño pueden producir hasta un 75% de energía para el consumo del auto, de la cual el 25% es aportada por el banco de baterías durante el trayecto del vehículo en 300 km. aproximadamente, todo esto puede variar según las condiciones del lugar por donde este se desplace (pendientes, curvas, roce con el suelo y viento). Para que la batería tenga una buena vida útil, debe cargarse en forma continua, adaptándose a la aplicación (auto) logrando un método rápido y eficiente en la carga, sin producir daños en la batería. Para evitar daños por carga y descarga profunda de las baterías se introduce en ellas un dispositivo llamado regulador; con ellos se puede disipar el exceso de potencia generado por las celdas solares (regulador paralelo) o bien desconectar la batería del generador solar (regulador serie).

Una vez que la energía solar es almacenada en las baterías, estas cumplen el mismo rol que el estanque de combustible en un automóvil normal. Se usan baterías de diversos tipos: plomo, níquel-cadmio, y litio, y en este caso se usarán baterías de ión litio.

En ALICANTO el sistema de poder está conformado por ocho baterías idénticas conectadas en serie.

Controlador del Motor

El controlador del motor maneja la electricidad que alimenta al motor, y este actúa de acuerdo a las señales que provienen del acelerador y del freno regenerador, este último permite reducir la velocidad de un vehículo transformando parte de su energía cinética en energía eléctrica. De esta manera será posible reutilizar la energía que sin duda el auto perdería en calor si ocupara exclusivamente frenos mecánicos ya sea de disco o de tambores.

El motor posee una línea de transmisión en serie que va conectada al controlador con el fin de observar su funcionamiento. El motor envía mensajes de salida al controlador y medidas de la velocidad del pulso a través de la conexión en serie que por medio de una interfaz proporciona datos importantes al piloto.

Sistema de adquisición de datos

En los autos solares existen complejos sistemas de adquisición de datos, estos sistemas se encargan de monitorear todo el sistema eléctrico tanto en los autos más básicos hasta los que poseen sistemas complejos que proveen información del voltaje y corriente de la batería al conductor.

Motor

Para un auto que funciona en base a electricidad, es necesario usar un motor que transforme la energía eléctrica(captada por las celdas solares) en energía mecánica. En algunos casos estos motores son reversibles, es decir que la energía mecánica producida la vuelven a transformar en energía eléctrica, en el caso de este auto, esto es posible ya que usaran frenos regenerativos que al disminuir la velocidad transforman parte la energía mecánica en energía eléctrica. Este tipo de motores pueden funcionar conectados tanto a un suministro eléctrico como a baterías, esta última corresponde al modo en que se utilizará en este auto solar.

En un vehículo que posee un motor a base de combustible sólo entre un 15 y 20% de esa energía es transformada en energía mecánica, distinto a lo que ocurre en un vehículo que posee un motor eléctrico, estos se destacan por su alto rendimiento ya que de la energía eléctrica transformada entre un 60 y 85% pasa a ser energía mecánica. En este proceso de transformación las baterías de ion litio son las más adecuadas ya que cada vez se fabrican con mayor densidad y suelen ser más duraderas, permitiendo mover motores más potentes. Estos motores se usan también como transmisión porque las cajas de cambios son poco usadas en estos autos.

En un auto solar el motor mueve una sola rueda, generalmente la trasera, debido a que se necesita una baja potencia,estos motores tienen en general entre 1 a 3 kw, y los que se usan normalmente para este tipo de autos es un motor de corriente continua de doble bobinado sin escobillas, es decir que al ser de corriente continua el paso de energía eléctrica a mecánica se hace generalmente a través de movimientos rotarios.

El motor de ALICANTO es un motor que pertenece a la familia de los motores que no poseen escobillas mecánicas que manejen la polaridad de los campos del estator pues esto se hace por medio de control y electrónica de potencia. Algunas de sus ventajas es que es un motor de poco peso en relación otros motores de igual potencia, también cuenta con un sistema de refrigeración que consta con aperturas para que circule aire, otra característica importante es que el motor es la rueda misma por lo tanto no existen sistemas mecánicos de conversión de torque, debido a que esto se desarrolla de manera electrónica, siendo para aplicaciones en donde la energía a utilizar es un factor prioritario.

Ruedas

De las ruedas y neumáticos

Lo conocido por todos como "ruedas" está compuesto por ciertos elementos; la cubierta, que es el principal contacto con la superficie del suelo. La parte metálica o llanta y la cámara de aire.

Acerca de Neumático.

Sus tres principales funciones son:

-soportar la carga.

- guiar la trayectoria del vehículo.

- transmitir la potencia de aceleración y frenado con la mayor eficiencia.

- proporcionar confort a los pasajeros.

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Cada neumáticos está diseñado para distintas utilizaciones. En particular para las ruedas delanteras un modelo destinado especialmente para autos solares, bastante similar al de las ruedas de bicicletas.

Algunos de los factores que inciden en la eficiencia del neumáticos:

-Velocidad: se desgasta a mayor velocidad

-Carga: un neumático sobrecargado pierde rendimiento

-Presión de inflado: la baja presión en el inflado produce una baja en el rendimiento. La presión correctamente aplicada proporciona mejor adherencia, estabilidad por ende más seguridad, mejor utilización de la energía.

-Conducción: la conducción con muchos aceleraciones y frenadas, disminuye la vida de los neumáticos.


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Los neumáticos elegidos son slick, son pensados para el uso en carretera. Son de superficies más lisas y proporcionan menos roce con el suelo, otorgando mayor velocidad.

Ruedas delanteras

Modelo Neumático: Ecopia Solar Race Tire

Fabricante: Bridgestone Nugen Motors

Peso: 1,61 lbs / 0.73 kg. Sólo el peso del neumático.

Neumáticos: aro 14"


Para elegir las ruedas delanteras del autos solar se deben tener en cuetan cierto factores; la época del año y la zona en donde transitarán. Se considera que se recorrerá un camino de asfalto seco, durante la primavera de septiembre.

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Rueda Motor

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Rueda

Rueda Modelo: Ecopia Solar Race Tire

Fabricante: Bridgestone Nugen Motors

Peso: 1,61 lbs/ 0.73 kg. Sólo el peso del neumático.

Neumáticos: aro 14"

Capacidad de carga estática, neumático: 440 lbs/199.6 kg

Presión de inflado: 113 psi'

Llanta: diámetro nominal 14

Capacidad de carga estática, llanta: 500 lb/ 226.796 kg

Peso llanta:3,2 lb/ 1.36077 kg

Costo Rueda: 60 dólares


Motor


modelo:SCM150 Axial Flux

Fabricante: NG Motors (New Generation Motors)

Peso: 20 kg (no incluye neumático)

Costo rueda motor: 16.000 dólares

Tiempo de envío: 16-20 semanas (desde fecha de confirmación)

Costo de envío: 869 dólares


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La rueda motor es una solución para la construcción de autos solares, ya que presenta dos importantes cualidades; tiene una alta eficiencia es decir que del 100% de la energía utilizada el 97.3% tiene una utilización directa a la fuerza que produce. Por otra parte la incorporación del motor en la rueda disminuye el peso, lo que también ayuda a aumentar la velocidad. La idea del motor, al igual que el concepto general del auto, es disminuir peso en todas aquellos materiales que no sean requeridos.



A la rueda motor se debe conectar un controlador que a su vez se conecta con la entrada de energía de las celdas fotovoltáicas. Su propósito es transmitir y regular una adecuada transpaso de las potencias, entre la rueda motor y las celdas solares.


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Habitáculo o COCKPIT

El habitáculo del conductor se compone de los siguientes elementos:

Asiento, panel de control, volante, elementos de seguridad (cinturón, barra antivuelco), casquete superior o simplemente parabrisas.

En relación al asiento se pretende diseñar una forma que entregue la máxima comodidad al piloto, y que sabiendo que la temperatura y que las condiciones al interior del vehículo no serán las más optimas,este pueda desarrollar un trabajo continuo y sin problemas, en el transcurso de cada tramo (5 horas aproximadamente).

El diseño del asiento también debe considerar que la inclinación de este respecto a la vertical no debe ser mayor a los 27°, según lo que estipulan las bases.


DISEÑO DEL COCKPIT

Para el desarrollo del diseño del habitáculo del auto solar se trabaja en los siguientes puntos:

1) Proporcionar primeramente al piloto, un ingreso fluido sin mayores obstáculos, que permita tanto un rápido ingreso como una fácil salida, en caso de algún tipo de emergencia. El espacio de ingreso debe estar en una justa medida para no quitar superficie para disposición de las celdas solares.

2) La cabina, ya sea abierta o cerrada, debe permitir una visibilidad óptima al piloto, cuidando con no afectar en la aerodinámica del vehículo, ya que podría afectar en cuanto a la resistencia con los flujos de aire.

3) El interior del habitáculo debe proporcionar en una justa medida, el espacio óptimo para que el piloto pueda conducir el tiempo necesario sin ninguna complicación, cuidando que cada espacio tenga las concavidades justas y necesarias,para no exceder en volumen innecesariamente.

4)El habitáculo debe tener todas las medidas de seguridad requeridas, además de una ventilación fluida. Esto se puede lograr con branquias que permitan el ingreso de aire al interior o con una cabina abierta.

5)El volante que se utiliza en un vehículo de estas características, es mas pequeño que el de un auto normal y por regla debe ser de circunferencia continua.


Cockpit de un F1

Al igual que la aerodinámica del automóvil, para poder generar un buen diseño del habitáculo de ALICANTO, también es necesario hacer un estudio previo en los autos de F1, en ellos el piloto se ubica en un espacio reducido que entrega las comodidades necesarias para el buen desempeño de este.

Actualmente en la Fórmula 1, los monoplazas son inmensamente resistentes debido a la estructura del monocasco. Esto incorpora el cockpit o cabina, lugar de máxima seguridad para los pilotos, pero también forma la parte principal del chasis, con el motor y la suspensión delantera montada directamente en él. Por esto requiere que sea lo más duro posible, para cumplir con funciones estructurales y de seguridad.

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En la mayoría de los autos el monocasco está fabricado en fibra de carbono. Normalmente esto comprende un laminado exterior de alta densidad y una estructura interior de panal de abeja, resistente pero ligero. La construcción del monocasco es uno de los procesos más duros, para ingenieros y técnicos, son cientos de piezas de fibra de carbono que luego son unidos con adhesivos especiales muy fuertes.


El cockpit actúa como una célula de supervivencia, es un espacio en que el piloto se encuentra seguro, es indeformable y protege las piernas y el cuerpo del conductor, gracias a esto y al desarrollo riguroso de tecnologías de seguridad, muchos pilotos han podido sobrevivir a grandes impactos.

Un principio fundamental es que el piloto debería ser capaz de salir del monoplaza en el menor tiempo posible -cinco segundos según las regulaciones- y sin tener la necesidad de quitar algo excepto el volante (para quitar el volante se estiman también otros cinco segundos). La célula de seguridad incorpora protección de choques en la parte frontal y trasera, así como el aro de protección obligatorio detrás del asiento del conductor. En los últimos años ha aumentado el esfuerzo por la protección de la cabeza de los pilotos, la zona más vulnerable en el caso de que salgan volando desperdicios del monoplaza, implantando pequeñas paredes a los lados del cockpit.


Músculos más solicitados

Los pesos y fuerzas laterales que soporta un monoplaza de formula 1 repercuten directamente en el piloto, que sufre fuerzas laterales, verticales, de aceleración y desaceleración, que requieren una preparación física intensiva y específica.

MAQUETAS /Procesos de Estudios.................................................................

Maqueta modelo 1

Para la preparación de la construcción de la maqueta 1, se realiza un modelo 3d en inventor. Del cual se le hacen cortes cada 5 cm (escala real) con cuales se forman planos de cortes, que posteriormente son enviamos a un ploter de corte láser.

Resultan 99 piezas de 9 cm (espesor) a escala 1:5, en trupán de baja densidad.

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Construcción

duración faenas: 6 días. (Se considera los cortes láser y modelado 3d)

materiales

Para la construcción de ésta primera maqueta se usaron los siguientes materiales;

a. Masilla mágica (liviana), 4 tarros de 350 ml.

b. lijas; 3 madera (300), 2 al agua.

c. un frasco de cola fría pequeño.

procesos

El primer proceso corresponde pegar todos los cortes de trupán para hacer la estructura base del modelo. Luego de tener la estructura principal se procede a enmasillas toda la superficie, con aproximadamente un espesor de 3 mm.

Tiempo de secado: 5 a 8 hrs.

Una vez seca, de debe lijar, primeramente con lijas de madera y luego las terminaciones con lijas al agua. También se realizan los detalles del habitáculo (los bordes) con la lija de la dremel.

Enseguida de da una primera capa de esmalte blanco, que se termina con spray blanco.

Después de dos horas de espera, estando completamente seco, se inicia el pegado de las "celdas solares" en papel adhesivo. Paralelamente se van tomando las medidas del habitáculo para ir completándolo, ubicando el asiento, manubrio y otros. Una vez finalizado los trabajos en la superficie superior del modelo, se comienza, a instalar las ruedas.

Con las ruedas instaladas , el proceso de la construcción de la maqueta 1 es finalizado.


Maqueta Modelo 2

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Modificaciones en la forma aerodinámica, con respecto al modelo 1

La forma del modelo es sometida a cambios, bajo dos criterios; el primero es ocasionado por las celdas solares. Debido a su fragilidad es imposible ponerlas en superficies curvas. Un segundo motivo corresponde a que las bases del concurso, establecen que se pueden usar una máxima superficie de nueve metros cuadrados, usando ese criterio se decide otorgarsela con el motivo de alcanzar una máxima potencia , al poner la mayor cantidad de celdas solares posibles.

Construcción

duración faenas: x días. (Se considera los cortes y modelado 3d)

Materiales

Para la construcción de la maqueta se usaron los siguientes materiales;

a. 4 planchas de poliestireno(densidad 20), espesor 10 mm.

b. pasta muro

c.pegamento para poliestireno

d.lijas; 3 madera (250), 2 al agua.


Procesos

Después de diseñar un segundo modelo 3d, y realizar los cortes cada 5 cm (escala real), se imprimen los planos de cortes para sobreponerlos en las planchas de poliestireno con objetivo de cortarlos.

El primer paso que se debe dar es el de construir una mesa apropiada para cortar el plumavit de alta densidad. Considerando que éste material se corta por calor, se hace una mesa que tiene un eje vertical conectado a un sistema eléctrico, de modo que al calentarse es capaz de cortar el poliestireno. Teniendo ésta parte solucionada el siguiente paso es marcar cada plancha con todos los cortes necesarios.

Una vez cortadas todas las piezas se pegan consecutivamente.Al tener nuestra estructura pega y seca, se comienza a poner la pasta muro.

En éste momento se presenta un punto a considerar.Aunque se debe admitir que la pasta muro se presenta fácil de lijar y de textura suave, presentó ciertos inconvenientes no previstos. A pesar de haber estimado un tiempo de secado de aproximadamente 5 hrs, para posteriormente lijar, el secado demora más de lo pronosticado, alargando la faena de secado a 12 hrs por cara.

Luego del secado de la pasta muro, se inicia a lijar.


Pruebas túnel de viento

Modelo pequeño

PROPÓSITO ROBÓTICO


El sistema robótico busca la solución para trazados de proyecciones lineales, de necesidad exacta. Es decir que tendrá la capacidad de trazar lineas en un plano a través de señalas, programadas previamente. Por ejemplo para el caso de una construcción, en el momento del trazado inicial, se programa el robot que va dejando una marca lineal.

Este robot marcha únicamente alimentado con energía solar.

Para su estudio se realiza un modelo a escala.


Componentes para el sistema eléctrico-funcional

2 Servo motor tracción $14,042 (c/IVA) OLIMEX [2]

Servo motor dirección $7,021 (c/IVA) OLIMEX [3]

Regulador de voltaje $ 300 OLIMEX

4 ruedas $ 6.000 OLIMEX

2 Xbee $35.474(c/IVA) OLIMEX [4]

2 microcontroladores $ 3.868 OLIMEX [5]

Piñon para dirección $2.100 (c/IVA) MIRAX [6]

Baterías $13.000 (c/IVA) MIRAX [7]

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LÁMINAS ESQUEMÁTICAS...........................................................

lamina01
lamina02

RENDERS........................................................................

Modelo 2

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Modelo3

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VIDEOS.........................................................................

Túnel de viento modelo 2

Un túnel de una experimentación para el análisis de cómo el viento incide en objetos.

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El objeto se instala dentro de un espacio de acrílico de 200x60x60 cm.Tiene una rejilla de ingreso de aire y por el otro lado una turbina que succiona el aire.

La fuerza con que se succiona el viento se mide en Hertz. También se usa un anenómetro para medir las velocidades,él se instala en las rejillas de ingreso de viento, ellas la velocidad es arrojada en mt/sg.

10 mt/sg equivalen a 36 km/hr, con ellos se realizan las conversiones


40Hz

55Hz

máxima: 4,2 mt/sg

mínima: 4,0 mt/sg

promedio: 4,1 mt/sg

velocidad: 14,76 km/hr



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65Hz

máxima: 5,4 mt/sg

mínima: 4,5 mt/sg

promedio: 4,9 mt/sg


velocidad: 17,64 km/hr




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Animación asoleamiento Iquique

De 9:30 a 15:30



ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS.......................................................

Vehículos Carenados

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Vehículos Reclinados

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Estructuras enteladas con papel

Estructuras enteladas con papel 01.png
Estructuras enteladas con papel 02.png

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Visita a AEROTEC