05/06/2011

PROYECTO

S.R.C. (SOLAR RECHARGING CAR)

Pablo Santos - Jesús Aguado - Paula Gutiérrez - Enrique Valentín 1ºB

ÍNDICE Introducción....................................................................... Pág. 3

Descripción ........................................................................ Pág. 4

Planificación y construcción .............................................. Pág. 5

Materiales .......................................................................... Pág.9

Lista de componentes y precios ........................................ Pág.10

Inconvenientes y curiosidades .......................................... Pág.11

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Introducción A la hora de construir nuestro proyecto tuvimos en cuenta los requisitos: transformar un tipo de energía en otro, en concreto con nuestro proyecto nos basamos en la transformación de energía solar en energía mecánica. También cuenta con varios mecanismos mecánicos como ruedas, engranajes, ejes, etc. Y un circuito eléctrico que consta de varios elementos semiconductores, placas fotovoltaicas, y de más tipos de dispositivos electrónicos. También tuvimos en cuenta la utilización de materiales reciclados, de hecho todo nuestro proyecto está fabricado a partir de material reciclado: • La carrocería, cuyo material esta reciclado a partir de papel. • Las piezas del coche como ruedas y chasis, que están sacadas de piezas de coches rotos y usados. • Y las placas fotovoltaicas, sacadas de calculadoras estropeadas.

Una vez ya todo pensado y planificado, comenzó el diseño en el que está caracterizado por buscar una enorme economía energética, una estética innovadora y que apuesta por un desarrollo sostenible.

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Descripción Nos movemos en una sociedad que debido a su excesivo consumo de combustibles fósiles está haciendo de ellos productos escasos y caros. Uno de los sectores que más abusan de estos combustibles es el de la automoción. Así pues, el futuro está en el uso de otras alternativas. El proyecto S.R.C. apuesta por la aprovechar toda la energía disponible en nuestro entorno y sacarle el máximo de rendimiento. Puesto que un coche está expuesto a la luz solar habitualmente, ¿Por qué no usar esa energía, que nos brinda el sol desinteresadamente, para recargar las baterías de nuestros coches? El prototipo del proyecto S.R.C. lleva incorporadas placas fotovoltaicas que aprovechan la luz solar para recargar la batería y, de este modo, ahorrar energía.

Para gastar menos en energía está bien pensado aprovechar la energía solar, pero también gastaremos la menor cantidad de energía posible. Por esta razón, la carrocería del prototipo está fabricada de un material ultra-ligero, pero resistente, para ahorrar más energía, puesto que cuanto menos pese el coche, menor será la fuerza que hay que aplicar para moverlo y, por tanto, menor será la energía que consume el motor.

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Planificación y construcción A la hora de planificar un proyecto de este tipo es muy importante tener muy claro el objetivo, para encontrar las mejores soluciones posibles. Queríamos un coche radiocontrol eléctrico, pero que de algún modo aprovechase la energía solar. Así pues, tuvimos que separar el proyecto en dos ramas, la parte mecánica, y la electrónica. Electrónica En la parte electrónica, había que encontrar un circuito radiocontrol y placas fotovoltaicas. De esta parte se encargaron Jesús Aguado y Paula Gutiérrez. Nos informamos sobre la potencia ofrecida por las placas, que no era demasiada, de voltaje no había carencias, el problema era la intensidad, incapaz de mover los motores. Teníamos dos opciones, unas placas más grandes compradas, que nos darían mucho menos voltaje (0.5V), pero a cambio, una intensidad considerable. Por el otro lado, teníamos la opción de reutilizar las placas fotovoltaicas de viejas calculadoras, más pequeñas y con un mayor voltaje (1.5V cada una aproximadamente), pero con una potencia insuficiente para mover cualquier motor. Llegados a este punto, por conveniencia de tamaño, decidimos usar las pequeñas, tendríamos el voltaje necesario, para asegurar el voltaje hicimos unas mediciones de voltaje con diferente intensidad de luz solar: Placas

Luz baja (habitación)

Luz media (día nublado)

Luz intensa (pleno sol)

1a

1.6 V

1.8 V

1.9 V

1b

1.6 V

1.8 V

1.9 V

2

2.6 V

3.15 V

3.45 V

Total

5.8 V

6.75 V

7.25 V

Sin embargo la potencia era insuficiente. Se nos ocurrió en ese momento que en vez de mover directamente el motor con las placas, podríamos recargar unas baterías, y que estas moviesen los motores, de este modo obtendríamos a partir de energía solar potencia suficiente para mover el coche, por medio de la “recarga solar”. Encontramos rápidamente el circuito radiocontrol y el mando en un coche de juguete viejo, que debía tener la misma frecuencia que el circuito (esto fue un gran filtro a la hora de seleccionar el mando que debíamos usar).

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Mecánica En cuanto a la parte mecánica, a su vez, lo planteamos como dos apartados, un primer apartado con los motores y mecanismos, y una segunda con la carrocería y chasis. De esta parte se encargaron Pablo Santos (diseño y carrocería) y Enrique Valentín (motores y mecanismos). Lo primero fue buscar unos motores eléctricos pequeños y que no consumiesen mucho, puesto que sabíamos que no dispondríamos de mucha potencia para moverlos. Optamos por unos pequeños motores eléctricos que encajaban en el chasis que pensábamos utilizar, reciclado de otro coche radiocontrol, pero que no usamos porque consumía más de lo debido. Con esto decidido, optamos por una parte delantera de otro coche, con suspensiones. Unir ambos chasis a estas alturas no era ningún problema, puesto que la carrocería se construiría a posteriori con medidas. Para hacer la carrocería, pensamos en la ligereza como principal característica. Teniendo en cuenta esta premisa, y con el desarrollo de un material compuesto con sus características específicas nos dispusimos al diseño de la carrocería. Esto es un primer boceto del diseño, una idea principal:

El material escogido era un compuesto desarrollado por nosotros, que tiene una base de celulosa y cianoacrilato que pasaremos a comentar con calma más adelante. Una vez con las medidas del chasis con los motores y circuitos incluidos, se adaptó el diseño de la carrocería.

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Para la construcción, empezamos usando partes de plástico como base, y para dotar de más rigidez al conjunto. Después se empezó a trabajar con el material citado (posteriormente se detalla cómo se emplea). Este era el aspecto de la carrocería, después de haber lijado mucho para pulir imperfecciones (a mitad de proceso):

Primera capa de pintura naranja:

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Otros detalles a pintar, como la parte acristalada, faros y otros elementos decorativos, fueron incluidos posteriormente, y este es el resultado final:

La pintura usada es sintética, por ser más resistente y flexible. Finalización Aquí tenemos una foto del chasis con motores y circuitos ya montados, se pueden observar claramente las piezas recortadas del chasis para eliminar todo el peso posible:

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El último paso del proceso consistía en el montaje de todos los componentes. Se trata de un proceso complicado, ya que al soldar los cables de las placas por dentro, el coche no podrá abrirse, así que todo tenía que salir bien. Como curiosidad, encontramos un mando viejo de consola, del cual adoptamos los joysticks para mejorar la ergonomía del nuestro.

Materiales En este apartado nos centraremos en el material de la carrocería. Como ya hemos dicho antes, se trata de un compuesto de celulosa, cianoacrilato y otras sustancias. Ideado por Pablo Santos y desarrollado por todo el equipo, el compuesto se basa fundamentalmente en la interacción del cianoacrilato, que es un pegamento de fragua rápida, con la celulosa obtenida de papel reciclado. Este material es muy ligero, pero contaba con un inconveniente, y es que hay que aplicar muchas capas Estructura del Metil Cianoacrilato de papel (celulosa), para conseguir una rigidez aceptable, con la consiguiente pérdida de tiempo al dejar secar entre capa y capa. Para solucionar este problema, se añadió a la mezcla bicarbonato sódico, que reacciona rápidamente con el cianoacrilato, dotando de consistencia al compuesto. Se llegó a esta conclusión después de muchas pruebas con diferentes sustancias, siendo esta la mejor, ya que aparte de aditivo, sirve como catalizador. A la hora de su manipulación, existe la posibilidad de hacerlo en un molde, con un mejor acabado, o usando una estructura inicial como base. La ventaja de la aplicación del papel en tiras, es que se pueden conseguir formas muy complejas, imposibles de conseguir mediante otros procesos de fabricación. Dependiendo del papel utilizado (en nuestro caso reciclado), el acabado será mejor o peor, solucionándose en cualquier caso con un lijado. Este material se puede lijar y pulir fácilmente, y hemos observado que después del lijado adquiere una mayor dureza y rigidez, suponemos que por el calor generado en la fricción.

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Concluimos con una prueba del material, para comprobar su ligereza frente a otro material que cada vez se usa más en automoción, el aluminio. Para esto escogemos una maqueta realizada en aluminio, y restamos el peso de motores y pilas (100 g) del nuestro, con lo que el peso de chasis y carrocería queda como sigue: Carrocería de aluminio y chasis estándar de plástico: 260 g Carrocería de nuestro material y chasis recortado: 250 - 100 = 150 g Como se puede observar, la diferencia de peso es sustancial, siendo además nuestro material mucho más manipulable.

Lista de componentes y precios -Chasis (parte trasera).........................................................................................Reciclado -Chasis (parte delantera).....................................................................................Reciclado -Motores eléctricos (x2)..............................................................................................3,2€ -Placas fotovoltaicas (x3).....................................................................................Reciclado -Ruedas (x4).........................................................................................................Reciclado -Circuito radiocontrol..........................................................................................Reciclado -Mando................................................................................................................Reciclado -Carrocería.........................................................................................................Reciclado* -Cinta de aluminio............................................................................................. Reciclado* -Cable................................................................................................................ Reciclado* -Pilas recargables.........................................................................................................7,6€ TOTAL: 10,8€

*Los elementos marcados con asterisco no corresponden a material reciclado como tal, si no material del cual ya disponíamos y que no podemos calcular el coste.

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Inconvenientes y curiosidades El primer inconveniente que nos surgió fue el de encontrar las placas adecuadas. Sabíamos que no iba a ser fácil, pero el mercado es aun más reducido teniendo en cuenta nuestro bajo presupuesto, que fue marcado en unos 20€, dándonos un poco de margen. Al pensar en sacar las placas de calculadoras viejas, el problema económico desapareció. El segundo problema se planteó a la hora de construir la carrocería. Al ser un material creado por nosotros, apenas teníamos referentes, prácticamente era ensayo y error. Tuvimos la suerte de que no se nos plantearon muchos inconvenientes, y descubrimos algunas cosas sobre el material que se detallan en el apartado “Materiales”. Otro problema vino al buscar un mando compatible, es decir, de la misma frecuencia que el receptor. Ya que todo eran partes recicladas, tuvimos que buscar bastante hasta dar con un mando adecuado. Como curiosidad, decir que se nos ocurrió implementar una LDR para controlar la salida de las placas y no dañar las pilas recargables. No lo hicimos porque a la escala que nos movemos es algo innecesario y sería encarecer el proyecto.

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