Bon Nadal !!

En aquestes dates tan assenyalades vull desitjar-vos a tots els lectors d'aquest diari virtual un bon nadal i un pròsper any 2009 ple de satisfaccions i alegries.

Us animo a visitar el betlem de l'Hospital de la Plana, a Vila-Real, on he estat ajudant en la part elèctrica del betlem de l'entrada, dissenyat i construït per ma mare amb molt d'amor i paciència, amb l'objectiu de donar alegria a tots aquells que passaran aquests dies tan especials a l'hospital. Cal esmentar que es tracta d'un betlem original, fet de paper i cartró modelat a mà amb molta dedicació, i ens agradaria que passàreu a vore'l i donar la vostra opinió. Tot seguit us deixo unes fotos del betlem, podeu ampliar-les si cliqueu damunt. Podreu trobar més fotos a l'àlbum virtual del bloc, fent clic sobre aquest apartat al menú:

Carregador de piles alcalines (II)

En aquest nou article reprendré el tema començat ja fa temps sobre la recàrrega de piles alcalines, que va acabar amb la publicació d'un circuit electrònic capaç de restaurar energia a la pila a través de fer passar corrent alterna per aquesta. Calia, doncs, comprovar experimentalment que aquest dispositiu funcionava correctament i podia restaurar un determinat nivell de càrrega, que hauria de ser determinat experimentalment donada la falta d'expressions teòriques que descriguen aquest fenomen.

Els resultats de les proves han sigut satisfactoris, i mitjançant l'anàlisi de les dades obtingudes he pogut traure una relació entre el temps de càrrega i el potencial restaurat a la pila. Cal esmentar en aquest punt de l'article que identificarem el potencial de la pila amb el nivell de càrrega d'aquesta. Per tal d'establir un punt de referència, una pila alcalina estàndard té un potencial aproximat de 1,65-1,70 V a l'inici de la seva vida, 1,45-1,55 V durant el seu cicle de descàrrega i uns 0,9 V en el seu punt de màxima descàrrega. Aquest potencial no varia linealment, sinò que segueix una relació com la mostrada en la gràfica següent:

Quan carreguem una pila, el potencial va augmentant, en un primer moment ràpidament, i després més lentament fins assolir un nivell límit. En el moment en què desconnectem la pila del carregador, aquesta comença a disminuir el seu potencial per reaccions secundàries. El meu objectiu en aquesta fase era averiguar com era aquesta corba de descàrrega per a una pila alcalina que havia estat connectada a l'aparell carregador mostrat en aquesta plana, amb l'objectiu d'implantar un limitador de potencial de càrrega que faci acabar la càrrega quan la pila assolisca determinat nivell de potencial.

Els resultats provisionals han sigut els següents:

- La corba de descàrrega d'una pila AA recarregada té aquest aspecte (podeu ampliar-la si cliqueu damunt) :Com es pot observar, es tracta d'una curva de caràcter exponencial, que tendix a un valor mínim per a temps elevats, on els valors corresponen al potencial de la pila un cert temps després de la desconnexió. A partir de les 12-15 hores, podem considerar que la pila ha assolit el valor final de potencial, i la seua descàrrega serà molt més lenta que en la fase de pèrdua inicial. Sabent la descàrrega que patix una pila es pot programar el carregador per a que acabe la fase de càrrega quan la bateria assolisca el valor de potencial màxim més el valor de la posterior descàrrega, fent el procés de càrrega automàtic i eliminant les complicacions de temps associades.

(Actualització dia 5/12/2008):

Ja he acabat la presa de dades sobre la corba de càrrega, i com podreu apreciar, té una forma complexa. Hi ha representades dos corbes que corresponen a dos piles AA del mateix fabricant que es van carregar al mateix temps des de potencials inicials diferents. La gràfica mostra que el carregador tendix a igualar les tensions de les piles a llarg termini, i que el potencial puja molt ràpidament als minuts inicials, però posteriorment aquesta taxa de creixement del potencial es fa menor i va descendint quasi linealment.

Aquí us deixo la gràfica:Futures investigacions: La pròxima prova consistirà en comprovar experimentalment quanta càrrega admet una pila que s'ha deixat al carregador per un temps determinat. Segons he estat consultant en Internet, aquesta prova consistix en descarregar la pila a través d'una resistència i medir la corrent que circula, per a posteriorment representar-la front al temps. Si les unitats de corrent són mA i el temps està en hores, el resultat de l'integral de la funció respecte al temps de descàrrega resulta ser l'energia acumulada a la pila.

(Actualització II, dia 18/12/2008)

Després de prendre mesures de la intensitat de descàrrega d'una pila alcalina tipus AA recarregada usant el carregador mostrat en planes anteriors front al temps, he representat aquestes dades i la gràfica resultant és la següent:

Si calculem l'àrea baix la corba de la funció representada mitjançant una integral el resultat serà l'energia restaurada a la pila en la fase de càrrega. Sabent aquesta dada, podem optimitzar el disseny del carregador de forma que aquesta energia restaurada siga màxima en el menor temps i minimitzant els riscos potencials. En el cas d'aquesta pila, l'energia restaurada va ser d'uns 1300 mAh, xifra que representa un 60-65% de l'emmagatzemada per una pila alcalina AA nova, i considerant que el potencial d'inici de la descàrrega era menor que el d'una pila comercial, el resultat és molt satisfactori. Recorde que aquesta pila ha passat per un procés de recàrrega de 14 hores de duració, amb un període de repòs de 24 hores abans de realitzar el test de descàrrega.

Pel moment és tot, recordeu tornar a visitar aquest article, ja que aniré actualitzant-lo quan tinga més informació sobre el tema.

Fi del primer període d'exàmens i nous articles

Com haureu observat, aquestes darreres setmanes no he tingut l'oportunitat d'escriure amb la freqüència que m'agradaria, i aquesta manca d'articles ha estat motivada per l'inici de la primera fase d'examens parcials a la universitat, que ha acabat aquest matí després de 6 proves.

Tot i això, he estat pensant articles que podrien ser interessants i he escrit algun esborrany, que publicaré tant prompte com em siga possible. No tinc, per tant, intenció d'abandonar aquest bloc pel moment, i dono les gràcies una altra vegada als lectors que han fet possible la realització d'aquest projecte.

Si teniu alguna suggerència o idea per a futurs articles, per favor deixeu el vostre comentari a la secció corresponent.

Nova secció de fotos

A partir de hui podreu entrar al nou àlbum de fotos virtual, on podreu gaudir de les millors panoràmiques dels racons més bonics vistos des de la meua perspectiva. Aniré actualitzant aquesta col·lecció, i us animo a entrar i també a cedir-me fotos per tal d'exposar-les al món.

Com és habitual, podreu deixar els vostres comentaris a cada foto i també en aquest post.

Test COSC (II)

Aquest post el dedicaré a publicar els resultats del test COSC a un rellotge de butxaca marca Incitus, amb maquinària de tipus suís i 15 rubis. Podeu veure els fonaments del test COSC i els seus límits en altres posts d'aquest bloc. Ací us deixo una foto del rellotge al que se li efectuarà la prova:

Pel moment, començaré descrivint l'experiència: El rellotge es col·locarà segons la posició que indique la prova COSC per tal d'establir les variacions diàries que el rellotge patix degut a les diferències posicionals per acció de la gravetat i del desgast intern del mecanisme. Aquestes variacions posicionals seran preses una vegada al dia, i després d'aquesta presa de dades se li donarà corda al rellotge. Les diferències seran obtingudes per comparació amb un rellotge radiocontrolat de quars que prendrem com a referència, al qual li assignarem una diferència diària de +0.000 s/dia en qualsevol posició. La temperatura s'enregistrarà a l'hora de la presa de dades per tal de determinar la variació per temperatura, que en aquest model deuria ser mínima perquè incorpora un volant compensat bimetàl·lic.

El resultat ha sigut negatiu, encara que ha faltat molt poc per tal d'haver situat aquest rellotge dins dels límits dels estàndards COSC. Ací us publico el certificat fictici:Al final no he fet el mesurament de les variacions segons la temperatura per falta d'idees a l'hora de mantindre constant la temperatura al rellotge per 24h.

Espero que us hagi agradat, i recordeu que podeu deixar el vostre comentari a continuació.

La seguretat de les centrals nuclears

Arran dels incidents detectats en les centrals nuclears espanyoles en aquests darrers mesos, m'he decidit a escriure un article sobre aquest tema per tal d'aclarir certs conceptes.

La seguretat de les centrals nuclears a tot el món va començar a estimar-se definint una central de referència, una central similar a la que es volia construir i que haguera sigut analitzada prèviament pels països que facilitaven la tecnologia nuclear, per tal de definir un estàndar i poder millorar la seguretat global de la instal·lació. En el nostre cas, aquesta central de referència era facilitada per Alemanya, França i Estats Units. Qualsevol incidència que es presentara en la central de referència era comunicada als països amb noves centrals nuclears per tal d'evitar futures incidències.

Posteriorment, es van adoptar dues aproximacions, la determinista i la probabilista.
En la metodologia determinista, es defineixen diferents problemes o incidències previsibles a la central nuclear i es verifica la capacitat d'afrontar aquests problemes sense risc per a la població. D'entre els incidents previsibles destaca l'accident màxim previsible, és a dir, aquell que resulta potencialment més perillós d'entre tots els riscos analitzats. Els objectius d'aquesta aproximació són previndre els accidents, controlar el seu desenvolupament i afrontar les conseqüències que puga tenir. L'aproximació determinista es basa en uns codis i normes nacionals, però també internacionals que han sigut redactades per tal de garantir la màxima seguretat possible.

La freqüència d'accidents actual es troba entorn d'1 accident cada 10.000 reactor-anys, xifra que equival a dir que és de 3,4E-7 per reactor i any. Per tant, la freqüència calculada d'accidents o incidències a Espanya val 2,72E-6 per any, sabent que hi ha 8 reactors. Si prolongàrem la vida de totes les centrals nuclears espanyoles a 60 anys, el risc total seria de 1,63E-4, és a dir, menys de dos accidents per cada 10.000 anys d'operació. Aquest risc és admissible, ja que el valor és molt baix. A més, el risc d'alliberació de contaminants radioactius és 10 vegades menor, per tant, també és admissible per la població.

La metodologia probabilista, per contra, analitza les causes dels incidents i en deriva les conseqüències, així com la freqüència estimada de la incidència analitzada. D'aquesta manera es pot conéixer la freqüència de les incidències que podrien portar al deteriorament del nucli amb alliberació de material radioactiu a l'exterior, amb el consegüent risc per a la població. En el cas dels reactors nuclears espanyols, Vandellós II és el que té una major freqüència esperada d'incidències amb danys al nucli, mentre que Ascó posseïx la major freqüència d'emissions radioactives significatives, encara que aquestes probabilitats són ínfimes, de l'ordre d'un incident cada 100.000 anys en el primer cas i d'un incident cada 10.000.000 anys en el darrer.

Per tant, podem afirmar que les centrals nuclears espanyoles són molt segures, i la probabilitat d'incidències és molt menuda. No obstant, s'han produït incidències en les nostres centrals, encara que sense conseqüències radiològiques exteriors a la central. Per a classificar aquestes incidències, s'ha creat la escala INES, que pot ser consultada en aquesta plana: Escala INES.
Cal esmentar que l'energia nuclear a Espanya té un temps d'ús acumulat d'uns 250 anys, i les incidències que s'han produït en les centrals han sigut sempre inferiors al nivell 3 en la escala INES, havent arribat a aquest valor només en una ocasió, l'incendi a les turbines de Vandellòs I, que va obligar al tancament d'aquest reactor.

L'objectiu a escala global és mantindre el nombre d'incidències nuclears que comporten el deteriorament del nucli a un nivell menor d'una incidència per segle, mentre que l'alliberament de substàncies radioactives com a conseqüència d'un problema a les centrals deuria ser inferior a una incidència cada mil·leni per tal de garantir la seguretat de la població i mantenir uns nivells radiològics adequats.

Fonts: CSN, MITYC.

La radiació i els seus efectes sobre la matèria

Abans de comentar la seguretat de les centrals nuclears, convé introduir el concepte de radiació i descriure els diferents tipus que existeixen per a una millor comprensió.
Radiació: "Propagació d'energia en forma d'ones electromagnètiques o partícules subatòmiques a través del buit o d'un medi material."
La radiació del primer tipus té el seu origen en els rajos X, els rajos gamma o els ultraviolats, per exemple, mentre que la radiació corpuscular és aquella trasmesa per les partícules subatòmiques a elevades velocitats, com les partícules alfa o els neutrons.
Si la radiació transporta energia suficient com per a ionitzar el medi s'anomena radiació ionitzant, mentre que si l'energia no és suficient, es tracta de radiació no ionitzant. Exemples de radiació ionitzant en són els rajos X i els rajos gamma, entre d'altres, i les ones de ràdio constitueixen un bon exemple de radiació no ionitzant.

En aquest article explicaré en detall la radiació produïda per la radioactivitat de les substàncies, com a introducció a l'article sobre la seguretat de les centrals.
Aquesta radiació pot ser classificada en tres tipus bàsics: alfa, beta i gamma.
La radiació alfa està constituïda per fluxos de partícules carregades composades per dos protons i dos neutrons, és a dir, tenen l'estructura del nucli del Heli. Aquesta radiació és ionitzant i molt energètica, encara que és poc penetrant. En emetre radiació alfa, un àtom perd 2 unitats de nombre atòmic i 4 unitats de massa atòmica.
La radiació beta està formada per fluxos d'electrons (beta -) o de positrons (beta +). És més penetrant que la radiació alfa però menys ionitzant. Quan un àtom emet radiació d'aquest tipus, perd o guanya una unitat de nombre atòmic.
La radiació gamma, en canvi, està formada per fluxos de fotons, és a dir, ones EM. És el tipus més penetrant de les radiacions conegudes, i usualment és molt energètica.
Segons aquesta classificació, podem veure que si un àtom emet radiació alfa o beta es transforma en un altre àtom diferent, mentre que si emet radiació gamma només perd energia. Els productes de l'emissió de radiació poden ser radioactius o no, formant així les sèries radioactives. Per a més informació sobre les sèries radioactives, podeu consultar el següent enllaç: Sèries radioactives.

En qualsevol punt del planeta estem sotmesos a irradiació per part de la radiació de fons, d'origen principalment natural, encara que les contribucions humanes són importants. Aquesta radiació de fons és generada pels materials radioactius naturals, pels rajos còsmics que arriben des de l'espai i pel Radó, un gas radioactiu generat naturalment per la Terra.
És d'un interés general, per tant, quantificar la intensitat d'aquesta radiació potencialment perillosa per tal de prendre mesures convenients que porten a una disminució de les dosis rebudes. Amb aquesta finalitat, es defineix la dosi absorbida i la dosi equivalent, amb unitats diferents però relacionades, i també l'activitat i el període de semidesintegració.

Pel que fa a la dosi absorbida, la unitat que s'usa és el Gray (Gy), equivalent a un Joule d'energia ionitzant per kilogram de material irradiat. Com que aquesta unitat és molt gran, s'utilitza el Rad (Röntgen Absorbed Dose), on 1 Gray = 100 Rad.
La dosi equivalent pren en consideració els diferents efectes de la radiació sobre la matèria irradiada, de tal manera que resulta més útil per a determinar l'efecte sobre els teixits vius. Aquesta dosi equivalent s'obté com el producte de la dosi absorbida per un factor (radiation weighting factor) , que és el que introdueix les correccions pels diferents efectes de les radiacions sobre els teixits. La seua unitat és el Sievert (Sv), que equival a 1 Joule per kilogram si el factor de correció és 1. Aquesta unitat és gran, i sovint s'utilitza el mSv i el uSv, 1.000 i 1.000.000 vegades més menut.
La radiació natural de fons adopta un valor mitjà de 2,4 mSv/any, mentre que el límit de supervivència està entorn dels 6 Sv (totals). Cal esmentar que aquests valors de dosi són acumulatius, i per tant, la dosi de radiació equivalent augmenta any rere any amb les irradiacions. Podeu consultar un llistat detallat dels efectes que provoca la irradiació en aquesta plana: Efectes de la irradiació.

Pel que fa a l'activitat i al període de semidesintegració o vida mitjana podem dir que la radioactivitat és un fenomen que es manifesta segons la següent llei exponencial:

on A0 és l'activitat inicial dels nuclis radioactius i lambda és la inversa del temps mitjà de vida, i val el quocient entre l'activitat en desintegracions per segon i el nombre d'àtoms. Una lambda elevada implica molta activitat, i per tant un curt temps de vida del radioisòtop. L'anomenat període de semidesintegració pren el valor del quocient entre el logaritme neperià de 2 (ln 2) i la lambda, i representa el temps que requerix una quantitat de radioisòtop per a dividir la seua activitat per 2. L'activitat d'una mostra radioactiva es mesura en Becquerels (Bq), una unitat equivalent a una desintegració per segon.

Pel moment crec que és tot, en pocs dies publicaré l'article sobre la seguretat de les centrals nuclears modernes. Si després de llegir aquest article voleu deixar el vostre comentari, serà ben rebuda qualsevol opinió.

Festes a Costur

Aquesta passada setmana he estat a les festes patronals de Costur, i no m'he pogut connectar a Internet, encara que els lectors habituals sabeu que encara no he abandonat aquest afany de recerca. En aquests moments estic elaborant un article sobre la seguretat de l'energia nuclear, arran dels diversos incidents produits a les centrals nuclears catalanes (Ascó i Vandellòs II) en els passats mesos.

Gràcies de nou a tots els que llegiu aquest bloc!

Ja estic ací!

Ja he tornat a casa després de les vacances, i a partir d'ara us prometo que escriuré posts amb una certa regularitat, la que em permeta la connexió disponible. Pel moment agraïr les visites que heu realitzat en aquest breu temps d'existència del bloc, i animar-vos a escriure comentaris sobre els posts que us interessen i a suggerir temes nous, o inclús a crear el vostre propi bloc.

Gràcies a tots els que llegiu aquest espai!

Suggerències

Us deixo aquest post per tal que em feu les vostres suggerències en quant a temes per al bloc, així com les correccions que estimeu convenients per a millorar aquest bloc.

Gràcies d'avantmà!

Salutacions des d'Europa!

En aquests moments us escric des d'Eslovènia, on estic des de fa un parell de dies. Sé que tinc el bloc un poc abandonat des que vaig eixir de casa, però promet que continuaré escrivint quan torne a casa. De moment, us deixaré un parell de fotos de les zones que vaig visitant, per als amants de la natura i els paisatges.

L'art d'esmolar ferramentes (I)

Esmolar una ferramenta és retornar-li el tall una vegada s'hi ha desgastat a causa del fregament amb les partícules que s'intenta separar amb l'acció de tallar amb dita ferramenta. El procediment de l'esmolat no és en absolut difícil, encara que puga paréixer molt laboriós. Esmolar una ferramenta és un procés prou senzill que no exigeix coneixements extensos del tema i pot ser realitzat per qualsevol amb un mínim de destresa i el material adequat en un temps raonable. Convé dir també que l'acció d'esmolar constituïx una de les destreses bàsiques a l'hora de mantenir ferramentes, ja siguen aquestes ganivets, destrals o navalles de barber.

Començaré parlant dels materials més comuns en la fabricació de les ferramentes, entre els quals podem distingir els materials metàl·lics i els materials ceràmics, de recent incorporació al món de la ferramenta i amb propietats especials que excedixen àmpliament el propòsit d'aquest post. Pel que fa als metalls, podem diferenciar entre dos tipus bàsics, els acers i el ferro. L'acer es defineix com una aleació de ferro amb altres elements, principalment carboni, manganés, vanadi, crom, sofre i fòsfor, entre altres. Aquesta gama d'aleacions té diferents propietats en funció dels elements que són agregats a la dita aleació. El ferro en el seu estat normal té una gran maleabilitat i resistència, i aquestes propietats poden ser modificades per tractaments tèrmics del material per tal d'afavorir unes front a les altres.

Les ferramentes d'ús més comú estan elaborades en acers, dels quals la majoria són inoxidables, és a dir, contenen almenys un 14% de crom en l'aleació, oferint una gran durabilitat i resistència enfront dels atacs químics i físics, com colps o desgast per fricció, propietats que són prioritàries a l'hora d'adquirir la ferramenta.

En el procés de fabricació d'aquesta classe de ferramentes, se'ls forma el que anomenem tall , que no és res més que la confluència de les dues cares de les quals consta la ferramenta. Aquestes cares es formen quasi sempre per eliminació de material, de tal manera que hi queda un perfil que podem catalogar segons la forma dins les quatre variants més comunes:
- Pla
- Convex
- Còncau
- en mitja V
Cal esmentar ací que ens encontrem en un món real tridimensional en el qual les interseccions entre dos plànols tenen un espessor, i no són una simple línia en el seu sentit matemàtic. Com més fina siga aquesta intersecció entre els plànols, més tallarà la ferramenta, encara que això implica un major desgast, com comentaré més avant.

Amb l'ús, aquest tall comença a fer-s'hi més ample, i empitjora de forma dramàtica la capacitat de tall de la ferramenta, fins al punt en que no és apta per a seguir desenvolupant la funció per a la qual va ser dissenyada. És en aquest punt on cal considerar la possibilitat de renovar aquest tall per mitjà de l'esmolat. Ací en teniu un exemple d'una ferramenta amb el tall desgastat:
Ara que ja en sabem un poc més de les aleacions i els materials dels quals es composen les ferramentes més comunes, podem continuar parlant dels procediments d'esmolat que més convenen a cada tipus de ferramenta, tenint en compte la forma del perfil d'aquesta i el material de la qual està fabricada.

En el cas de ferro o acers tous, és a dir, aquells que una llima convencional pot marcar quan actua sobre ells, l'esmolat pot ser realitzat amb una llima o amb una pedra d'esmolar de gra bast. Aquest és el cas de la majoria de destrals i útils de fuster. En el cas d'acers inoxidables mitjans i durs, convé usar una pedra d'esmolar, ja que la llima no té efecte sobre ells.

A continuació explicaré en detall el procediment que cal seguir per tal d'esmolar una ferramenta fabricada amb acer mitjà o dur i retornar-la al seu estat operatiu. En funció del perfil de la ferramenta utilitzarem un o altre mètode.

En cas que la ferramenta tinga un perfil pla, el mètode d'esmolar és el següent:
- Triar els angles als quals esmolarem la ferramenta tenint en compte l'ús que li donarem.
- Preparar el material abrasiu, típicament la pedra d'esmolar de gra bast.
- Desgastar un primer pla a l'angle primari (veure taula d'angles al final de l'article) en els dos costats de la ferramenta fins que conseguim una rebarba al tall al costat contrari al qual estem desgastant, movent la ferramenta en cercles, amb un moviment de traslació o qualsevol altra combinació, mantenint l'angle constant, ja que ens facilitarà posteriors esmolats.
- Canviar a la pedra d'esmolar de gra fi.
- Desgastar el segon pla a l'angle secundari exercint molt poca pressió sobre la fulla de la ferramenta, per tal d'eliminar la rebarba creada en els passos anteriors. El moviment de la fulla en aquest pas ha de ser perpendicular a la pedra, amb l'angle secundari fixat i sempre portant el llom de la fulla cap a la persona que està esmolant, i mai com si anàrem a tallar la pedra.
- Comprovar si la ferramenta talla correctament, per exemple tallant tires de paper sense excercir pressió sobre la fulla. Una ferramenta ben esmolada tallarà el paper sense esforç i sense deixar fibres arrancades en passar. El millor mètode és provar directament sobre el material que hem de tallar habitualment amb la ferramenta. Si aquest material és fibrós i el moviment a l'hora de tallar-lo és de traslació perpendicular, convé deixar sense polir el tall per tal que tinga un micro-serrat que ajudarà a l'acció de tallar, mentre que si el material que hem de tallar és dur, polirem el tall amb ajuda d'una pedra de gra ultra-fi o amb pasta de polir.
Amb aquest mètode s'aconseguix una gran capacitat de tall amb una durabilitat molt elevada en suportar la majoria de la pressió de tall el pla primari, més gros i menys delicat que el secundari.

El procediment és aquest:
Fer lliscar la ferramenta a l'angle primari per tal d'obtenir el pla primari mostrat en la següent il·lustració. En aquest procés es produirà una deformació en el material que constitueix el tall:




Posteriorment, canviarem l'angle al denominat angle secundari, i obtindrem així el pla secundari, que serà el que realment afrontarà el material a tallar.


Aquest és el resultat del tall obtingut amb el mètode descrit en aquest post. Es tracta d'un tall format per dos plànols, el primari inclinat 10º i el secundari 15º, una elecció perfecta per a un ganivet de cuina, per exemple.

Els esmolats convexos o còncaus són més difícils de realitzar amb una pedra d'esmolar plana, i cal recórrer a superfícies toves recobertes amb materials abrasius(una espuma recoberta de paper de vidre), o a pedres d'esmolar circulars motoritzades(esmoladores amb motor).

L'esmolat d'una ferramenta amb perfil en mitja-V es realitza igual que en el cas del perfil pla, encara que només cal desgastar un dels dos costats de la ferramenta, i eliminar la rebarba creada amb ajuda de passades planes sobre la pedra d'esmolar. Aquest perfil és poc comú, i només es troba en fulles molt dures, sovint recobertes amb materials ceràmics o carburs metàl·lics.

També existeixen fulles a les quals se'ls afegixen dents per tal d'afavorir el tall sobre materials amb cobertes dures en respecte al seu interior, com per exemple els ganivets de tallar pa. L'esmolat en aquests casos es realitza desgastant la ferramenta com en el cas de la mitja-V però amb només un angle, sovint poc agut, per tal de millorar la durabilitat.

Els angles més comuns segons l'ús són:
Fulles d'afaitar: Primari 5º i secundari 10º
Ganivets de cuina: Primari 10º i secundari 15º
Ferramentes de mà i útils de fuster: primari 15º, secundari 20º
Destrals: Primari 20º, secundari 25-30º
En el cas que l'ús normal de la ferramenta esmolada produïsca danys a la fulla, o no estiga ben definit l'ús que se li donarà a la ferramenta convé augmentar els angles en 5-10º per tal de compensar aquest efecte.

Una vegada hem format el nou tall, podem mantenir-lo entre esmolats amb l'ús de la xaira, un estri cilíndric amb ranures tallades en la seua superfície que retorna el tall a la seva posició natural. L'ús correcte d'aquest estri consisteix en recolzar-lo sobre un suport i fer lliscar la fulla de la ferramenta a un angle lleugerament major que el secundari al llarg de tota la extensió d'aquesta.

Recordeu sempre que una ferramenta mal esmolada és més perillosa que una ben esmolada, ja que sovint hem d'exercir una força major per tal de tallar la mateixa quantitat de material.

Aquí us deixo un vídeo del resultat d'aplicar el mètode d'esmolat descrit en aquest post a una ferramenta, en concret una navalla de tipus suís tallant una fulla de paper de 80 g/m^2 en una direcció distinta a la del gra:


Si us ha quedat algun dubte o voleu més informació sobre aquest tema, podeu deixar el vostre comentari a continuació.

Producció d'electricitat

Aquests darrers dies s'està parlant molt del cost de l'energia elèctrica, en part per l'augment de les tarifes d'aquest servei que ha esdevingut bàsic als nostres dies, i que sovint usem sense un criteri ben definit. Aprofitant aquesta discussió popular, també s'ha proposat si és realment viable la instal·lació de centenars de milers de metres quadrats de plaques solars o milers de generadors eòlics per tal de produir aquest bé que usem amb tanta llibertat. Com sempre, s'ha obert també el debat sobre la viabilitat de les centrals nuclears, que certs grups consideren com un avantatge front a altres tipus d'energies de tipus renovable.

Doncs bé, en aquest post intentaré analitzar els diferents tipus de generadors elèctrics que hi tenim disponibles hui en dia, citant els avantatges però també els inconvenients de cada tipus.

Primerament, m'agradaria diferenciar entre els diversos tipus de dispositius generadors, dels quals jo entenc que hi ha quatre tipus:
- Solar
- Tèrmica
- Hidràulica
- Nuclear

Del primer tipus en podem dir que és un dels mètodes de producció d'energia que menys contamina i que té un major aprofitament dels recursos naturals, com és la llum solar, que posseix grans quantitats d'energia. En contra d'aquest sistema cal nomenar el seu escàs rendiment, que fa que s'hi hagen d'instalar extensions enormes de plaques solars per tal d'abastir molt poc de consum. Aquest és un dels seus inconvenients més poderosos, mentre que l'altre n'és l'elevada inversió que hi cal dedicar per tal de muntar aquestos enormes "horts solars".

Pel que fa a l'electricitat d'origen tèrmic, cal esmentar que aquest és un dels mètodes més contaminants, però el seu rendiment és prou elevat i el preu per kilovat-hora és menor que amb altres sistemes de generació. Les despeses inicials es mantenen en uns nivells intermedis en comparació amb la instalació solar o les centrals hidràuliques o nuclears, encara que imposen un impacte ambiental molt elevat que s'ha d'assumir, tant per la contaminació que desprenen en cremar el combustible que usen com en la obtenció d'aquest combustible, que pot ser carbó, o residus del refinat del petroli cru, gasos i altres substàncies volàtils.

L'electricitat d'origen hidràulic, ja siga per generadors eòlics o per plantes hidroelèctriques, resulta molt complicada de produir i depén en gran mesura del temps atmosfèric. A més, exigeix inversions molt importants en el moment de la seua construcció i al llarg de tota la seua vida útil per evitar perills de trencament dels embassaments, que porten conseqüències nefastes: Presa de Tous. També s'ha nomenat com a inconvenient dels generadors eòlics l'efecte que tenen sobre les poblacions d'aus, a vegades protegides, que hi ha en la zona, que moren com a conseqüència dels xocs amb les pales del generador.

De l'energia nuclear podem dir que és un dels més eficients mètodes de producció, amb preus per kilovat-hora mínims i una producció de residus infinitesimal comparada amb altres mètodes de generació, encara que els residus produits pels reactors de fissió convencionals contenen partícules radioactives de llarga vida, que són perillosos durant molt de temps i han de ser emmagatzemats convenientment sota terra en condicions molt estrictes. Convé recordar també que la seguritat de les instalacions nuclears preocupa, ja que en cas de fusió del nucli (veure Txernòbil) la contaminació alliberada a l'ambient arriba a nivells letals i ocasiona perjudicis a llarg termini. La seua construcció comporta inversions fortíssimes, així com el seu manteniment, però la seua capacitat de producció d'electricitat és enorme comparada amb els altres sistemes. Els problemes de contaminació de l'energia nuclear podrien solucionar-se si s'adopta finalment els reactors de fusió, en els quals s'uneixen dos àtoms petits per tal de formar-ne un major, amb despreniment d'energia en forma de calor, que s'aprofita per tal de fer girar els alternadors.

Carregadors de piles (II)

Des que em vaig anar informant sobre la química associada a les piles tradicionals, és a dir, les no-recarregables, he anat investigant i fent petites experiències amb circuits electrònics per tal d'intentar revertir la reacció d'aquestes piles, de recarregar-les químicament.
Com és natural, he anat provant molts dispositius que es poden trobar a Internet, entre ells els que vaig deixar com a links en el post corresponent, i vaig anar descobrint que molts tenen un rendiment molt pobre o nul, i convé millorar el circuit o començar amb un altre sistema.
Cal dir que tot el que descriuré a continuació correspon a observacions experimentals meues, que no tenen una validesa científica universal (ni ho pretenen) i són difícilment reproduïbles, però poden servir per tal d'il·lustrar el concepte i fomentar investigacions més serioses sobre el tema.

En primer lloc, parlaré del primer dispositiu que vaig trobar en la meua recerca prèvia a Internet. Aquest circuit es pot trobar a la pàgina: Afroman's guide to recharging alkaline batteries. Com podeu observar, el circuit és extremadament fàcil de construir, així que em vaig disposar a replicar-lo a casa i a provar els seus efectes sobre les piles, en concret sobre les piles alcalines, ja que pareix que les piles salines presenten majors dificultats pel que fa a la seua recàrrega. Del rendiment del circuit esmentat puc dir que deixa molt que desitjar, ja que es produeix un intens calfament del transistor utilitzat, possiblement degut a la corrent que subministra a la pila, així com dels altres components i de la pila que intentem recarregar. Els resultats en quant a càrrega recuperada a la pila són molt pobres, amb una recuperació molt baixa de càrrega en relació al temps invertit en la seua càrrega. Per tant, no recomane aquest circuit a qui intente recarregar piles alcalines, encara que podeu provar amb lleugeres modificacions per tal d'aumentar el rendiment.

Un altre dispositiu és el següent: i-Hacked. Amb aquest dispositiu, que consisteix en una font de corrent constant, vaig obtindre resultats parcials, possiblement degut a un error en el disseny del circuit o a una resistència massa baixa que implica una corrent de càrrega massa elevada. Amb aquest circuit vaig obtindre una càrrega parcial de les piles, encara que sofreixen un calfament prou important, factor que caldria evitar, ja que és un evident signe de que la càrrega no s'hi està produint, i la pila es comporta com una resistència en aquesta configuració.

L'últim dispositiu que he provat és el que descriu la Wikipedia en alemany i la pàgina de SM0VPO sobre les piles alcalines, amb una lleugera modificació:
Cal afegir que aquest circuit s'ha de muntar de manera que es carreguen un nombre parell de piles a la vegada, per a evitar l'aparició de corrent directa al transformador. La tensió d'eixida d'aquest és de 6 VCA. Aquest circuit m'ha donat molts bons resultats, i anime a qui vulga investigar un poc a començar amb aquest disseny. No provoca calfaments en la pila, encara que les resistències es calfen lleugerament. El seu funcionament es basa en un cicle de càrrega i descàrrega continu que em va impressionar per la seua simplicitat i alta eficiència. El carregador força la corrent a entrar a la pila un 80% del temps, i descarrega la pila un 20% del temps aproximadament, el que fa que s'aconseguisca una càrrega completa i un bon rendiment de la pila recarregada. La forma d'ona del carregador és aquesta:
Si algú té més idees pel que fa a la recàrrega de les piles alcalines, els comentaris seran ben rebuts.

Matemàtica i història de la rellotgeria

Després d'alguns dies sense posts i a petició d'un amic simpatitzant de la matemàtica, intentaré resumir en aquest post la matemàtica que s'amaga i sovint passa desapercebuda a l'usuari final.
La rellotgeria utilitza moltes vegades desenvolupaments matemàtics que no són coneguts pel usuari final de la peça que s'està construint, però ofereixen grans avantatges en el rendiment d'aquesta.
Per tal de quantificar el temps des de l'antiguitat s'han usat mètodes matemàtics per tal d'establir la forma dels recipients en els rellotges d'aigua o d'arena, així com en els de sol, els sistemes més bàsics per tal de determinar la durada del dia. Posteriorment aquests sistemes han anat perfeccionant-se i han donat lloc a la rellotgeria mecànica, basada en la regularitat d'un fenomen d'oscilació, com per exemple un pèndol, aplicat per primera vegada per Christiaan Huygens el 1656. Aquest científic va aprofitar el coneixement descrit per Galileu en quant al període i estabilitat d'oscilació dels pèndols i el va aplicar a la rellotgeria per tal d'obtindre rellotges extremadament precisos a la seva època, que van ser utilitzats pels mariners per tal de saber la seva posició a la mar, un dels grans reptes a l'època.

Posteriorment es va descobrir la regularitat de les oscilacions dels molls gràcies a les investigacions de Robert Hooke. Amb el pas del temps, es va popularitzar l'ús d'aquestos molls per tal d'alleugerir els rellotges i fer-los més portàtils i menys sensibles a les variacions de temperatura.
En aquest camp, s'han provat molts dissenys de l'espiral, una de les parts més importants del rellotge mecànic. Els models que actualment s'utilitzen són derivats de les espirals teòriques descrites per Arquimedes i Fermat, així com evolucions d'aquestes, com la espiral Bréguet. Aquests dissenys permeten millorar l'isocronisme del sistema i d'aquesta forma millorar la precisió global del rellotge a diferents estats de càrrega, posicions i temperatures.

Més tard es van aplicar els descobriments que havien tingut lloc en el camp de la piezoelectricitat, és a dir, la electricitat generada per compressió de certs materials. Es va descobrir que el quars era un bon candidat i es van fabricar cristals d'aquest material. Aquests cristals oscilen a una freqüència determinada quan són excitats, i per tant, es pot dividir aquesta freqüència per tal de fer funcionar un motor que faça moure les busques del rellotge. És la invenció del rellotge d'oscilador de quars, amb precisions de centèsimes de segon al dia.
La freqüència a la que oscil·len els cristals també té una relació amb la matemàtica, ja que és la freqüència natural de resonància, és a dir, aquella en què tots els àtoms que integren el cristal vibren, coincidint per tant aquestes vibracions en amplitud i fase, i amplificant-se per addició.
Més tard es va desenvolupar el rellotge atòmic, basat en la resonància de molècules com l'amoníac en dispositius coneguts com a màsers (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation), que permeten quantificar aquest nombre d'oscilacions a la freqüència de resonància i mostrar l'hora amb imprecisions de 1 segon cada 300.000 anys.
L'últim rellotge atòmic construit ha sigut el NIST-F1, basat en les transicions hiperfines (oscilacions en resonància) del Cesi-133, un isòtop de l'element alcalí que oscila a 9.192.631.770 Hz. Aquest rellotge té una imprecisió de 1 segon cada 60 milions d'anys, i és el que serveix de rellotge patró en freqüència i temps per a tot el món.
Si voleu més informació sobre els rellotges atòmics i els patrons de freqüència, ací teniu un link: NIST. Cal afegir que la medida patró de longitud es defineix a partir de la mesura del temps: 1 metre és la distància que recorre la llum en el buit en 1/299.792.458 segons, definint-se aquest com 9.192.631.770 períodes d'oscilació de la transició entre els dos nivells hiperfins de l'isòtop Cesi-133 en el seu estat fonamental.

Fonament químic del funcionament de les piles (II)

En aquest post intentaré explicar el fonament químic del funcionament de les piles reconegudes com a recarregables des d'un punt de vista simplificat considerant la gran complexitat del tema que tracte d'abordar.

Hi ha quatre tipus fonamentals de piles recarregables:
- Liti-ió
- Níquel-Metal Hidrur
- Níquel-Cadmi
- Plom

Aquestes piles són conegudes per la seua capacitat de ser recarregades quan arriba el final de la seua vida útil, i estan popularitzant-se molt ràpidament degut als rendiments que oferixen i les millors qualitats per a abastir d'energia elèctrica els nostres dispositius. Cal reconéixer que existeixen inconvenients, com per exemple el seu elevat preu inicial o la toxicitat dels elements que s'utilitzen en la seua fabricació, que sovint comprén metalls pesants i altres substàncies que provoquen alts perjudicis al medi ambient en cas de lliurar-se al medi.

Començaré parlant dels acumuladors de plom, que coneixem i usem quotidianament en els nostres automòbils i en els sistemes d'emmagatzematge d'energia a les plantes solars o eòliques. Aquests acumuladors es composen de dos electrodes de plom, i un electròlit, que en el nostre cas es composa d'àcid sulfúric amb una densitat 1,28 g/mL.

En l'ànode el plom metàl·lic s'oxida a Pb(II) segons la reacció:

Pb (s) + HSO₄^- (aq) + H₂O (l) ↔ PbSO₄ (aq) + H₃O⁺ (aq) + 2 e^-

En el càtode el Plom(IV) en forma d'òxid de plom (IV) es redueix a Pb(II) segons la reacció:

PbO₂ (s) + HSO₄^- (aq) + 3 H₃O⁺ (aq) + 2 e^- ↔ PbSO₄ (aq) + 5 H₂O (l)

Quan se li subministra corrent a la bateria de plom, els dos equilibris citats es desplacen cap a l'esquerra, depositant el plom metàl·lic a l'ànode i òxid de plom(IV) al càtode, permetent, per tant un altre ús.
Aquest tipus d'acumuladors són comuns als automòbils, ja que poden proporcionar corrents enormes per períodes de temps mitjans, i a més són recarregables. El seu principal inconvenient és el pes, ja que la densitat del plom és de 11.340 g/mL.

Continuarem parlant de les piles de Níquel, en les seues dos variants: Níquel-Metal Hidrur i Níquel-Cadmi.

Les bateries de Níquel-Cadmi van ser les primeres bateries recarregables comunes per a l'ús civil. Tenen un potencial de 1.2 volts, però són generalment intercanviables amb les piles no recarregables en la majoria de les aplicacions domèstiques. Un dels majors inconvenients d'aquest tipus de piles és la toxicitat del Cadmi, un metall pesant altament contaminant en cas d'alliberament al medi, així com l'alt preu de manufactura d'aquest tipus de bateries. Un altre inconvenient és el seu "efecte memòria", que és una reducció del voltatge de la bateria quan es recarrega sense haver-se descarregat completament. Aquesta fase és transitòria i recuperable, i és un dels grans mites sobre les bateries. Cal indicar, però, que es tracta d'un dels millors acumuladors en termes tècnics, ja que no sofreix si se'l descarrega completament, i tolera un gran nombre de recàrregues sense deteriorar-se.

Les piles de Níquel-Metal Hidrur, en canvi, no sofreixen l'anomenat "efecte memòria", i per això s'han usat amb més extensió que les de Níquel-Cadmi, ja que tenen un impacte ambiental menor que les altres variants i el seu preu de fabricació és menor. Tenen una resistència interna menor, factor que possibilita l'extracció d'altes corrents sense pèrdues per efecte Joule en la pila. Cal esmentar també que el seu voltatge permaneix pràcticament constant sobre els 1.2 volts durant tot el cicle de descàrrega, característica que resulta altament favorable en dispositius que són sensibles a aquestes variacions.

Per concloure parlaré de les bateries de Liti-Ió, les més comuns hui en dia, amb aplicacions com alimentar telèfons mòbils, càmeres digitals i reproductors de música entre altres. Aquest tipus de bateria té prou avantatges, com el de poder adaptar el tamany de la bateria al lloc que deu ocupar definitivament, ser més lleugeres en comparació amb altres tipus de bateries recarregables, i no sofrir l' "efecte memòria", fet que fa que puguen ser recarregades en qualsevol estat de càrrega inicial. El major inconvenient és la seua vida útil, que és més curta que en els altres casos, així com el seu preu i dificultat en la manufactura, encara que s'està investigant en aquest camp per tal de millorar els rendiments i la vida útil d'aquest tipus d'acumuladors.

Rellotge mecànic del meu besavi (1914)

Vista la meua afició per la rellotgeria en aquests darrers dies, la meva àvia em va mostrar un rellotge que va pertànyer a son pare, és a dir, al meu besavi, que el va comprar l'any 1914 a un anterior usuari. Segons el que he pogut trobar en Internet, es tracta d'un rellotge de marca Lepine amb escapament de cilindre i 10 rubís. El rellotge no funcionava quan me'l va mostrar, però un lleuger moviment a la roda de balanç va fer que la maquinària tornara a la vida, i ací el tinc, funcionant estable a 18000 vibracions per hora i assenyalant l'hora uns cent anys després de la seva manufactura.

Per a que us feu una idea de la quantitat d'oscilacions que fa un rellotge en tota la seua vida, us diré que cada any un rellotge que funcione a 18000 vibracions per hora fa 157.680.000 tic-tacs. Per tant, si considerem que el rellotge ha funcionat només durant la meitat del període de temps entre la manufactura i avui en dia, haurà fet aproximadament 7.500.000.000 d'oscilacions completes.

Tot seguit us deixo unes fotos del rellotge. Podeu ampliar-les clicant sobre elles:

I la maquinària:Si algú té més dades sobre aquest model de rellotge, tot comentari amb informació serà ben rebut.

Fonament químic del funcionament de les piles

Hui us parlaré d'un tema que potser mai hageu considerat quan compreu unes piles, és a dir, el seu fonament químic. Per a parlar d'aquest tema, primer haurem de considerar la definició de pila elèctrica, per a seguir parlant dels diferents tipus de piles i acabar amb la descripció detallada de cada tipus.

Primer, cal dir que una pila elèctrica és aquell dispositiu que transforma energia química en energia elèctrica gràcies a les reaccions que tenen lloc al seu interior. Per tant, la pila transforma reactius en productes i obté com a conseqüència una diferència de potencial als extrems. Les reaccions que tenen lloc dins de les piles elèctriques són reaccions d'oxido-reducció, és a dir, reaccions de transferència d'electrons entre les espècies que intervenen en la reacció.

Després caldrà diferenciar entre diferents tipus de piles segons les reaccions que es donen en el seu interior:

Dins de les piles denominades no recarregables tenim principalment les següents:
- Salines (Zinc-Carboni)
- Alcalines (Zinc-Diòxid de Manganés)
- De botó (Òxid de plata i altres)

Entre les recarregables més usades podem trobar:
- Liti-Ió
- Níquel Metal-Hidrur
- Níquel-Cadmi
- Plom

Començaré parlant de les piles no recarregables per ser aquest tipus el més comú. Aquest és el cas de les piles salines i alcalines comunes en les aplicacions modernes.

La reacció que té lloc l'interior de les piles salines és la següent:

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e^-
2 MnO₂(s) + 2 H⁺(aq) + 2 e^- → Mn₂O₃(s) + H₂O(l)
NH₄⁺(aq) → H⁺(aq) + NH₃(aq)

La reacció global és:

Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) → Mn₂O₃(s) + Zn(NH₃)₂²⁺(aq)

La reacció que té lloc en l'interior de les piles alcalines és lleugerament diferent, en tenir aquestes un component fortament bàsic en el seu interior, que sol ser hidròxid de sodi o potassi:

Zn (s) + 2OH⁻ (aq) → ZnO (s) + H₂O (l) + 2e⁻

2 MnO₂ (s) + H₂O (l) + 2e⁻ →Mn₂O₃ (s) + 2OH⁻ (aq)

Per tant, la reacció global és:

Zn (s) + 2 MnO₂ (s) → ZnO (s) + Mn₂O₃ (s)

Aquestes reaccions donen origen a una diferència de potencial en els extrems de la pila que nosaltres aprofitem quan connectem aquestos dispositius als nostres aparells elèctrics. A mesura que la reacció transcorre, la concentració dels reactius en l'interior de la pila varia a causa de l'equilibri redox que té lloc, i el potencial en els extrems minva com a conseqüència directa d'aquesta variació en les concentracions. Aquesta variació pot ser estudiada amb ajuda de l'equació de Nernst, que ens dóna el potencial sabent les concentracions dels reactius que intervenen en la reacció redox.

Descrit el fonament químic, sabem que aquestes reaccions són reversibles, i aquest és el tema on caldria investigar més a fons per tal de descobrir si realment les piles no recarregables ho són realment o és simplement una estratègia de les grans empreses per tal d'augmentar el seu benefici a costa dels consumidors.

Un altre dia parlaré de les experiències que he dut a terme per tal de verificar la reversibilitat dels sistemes redox de les piles convencionals, així com de les piles considerades recarregables.

Funcionament dels rellotges mecànics

Arran del comentari de Vicent, he pensat que potser seria convenient explicar com funciona un rellotge mecànic, ja siga automàtic o de corda manual.

El mecanisme d'aquests rellotges es basa, en definitiva, en la lley de Hooke per als molls, que com sabeu s'enuncia F=-k·x, on F es la força que el moll exercix, i x és la elongació del moll amb respecte a la mida inicial.

Aquesta propietat és aprofitada als rellotges mecànics per a mantindre constant l'oscilació d'una roda, anomenada roda de balanç, que està subjecta a aquest moll i pot girar lliurement sobre uns rodaments de tal manera que les pèrdues siguen mínimes. Aquesta roda impulsa l'àncora, una de les peces fonamentals, que limita el moviment de la roda d'escapament. Aquesta darrera roda és la que s'encarrega, a través dels mecanismes de reducció, de fer girar les agulles. Com que el període de la roda de balanç (foto a l'esquerra) es manté aproximadament constant al llarg de tota la reserva de corda, la roda d'escapament(foto central) manté un ritme constant que permet una bona indicació de l'hora sobre el dial. Aquest ritme pot ser alterat movent un petit selector que acurta o allarga el moll principal, fent que varie el període d'oscilació de la roda, i per tant el ritme del rellotge.

Ací teniu unes fotos del mecanisme:

Podeu clicar sobre les fotos per tal d'ampliar-les.

A més els rellotges mecànics porten un subconjunt per tal d'emmagatzemar l'energia subministrada pel portador del rellotge, ja siga donant corda manualment o a causa del moviment si el rellotge es automàtic, de tal manera que aquesta energia és transformada en energia potencial elàstica, i és emmagatzemada al barrilet, representat en la foto a la dreta. Aquesta és la reserva d'energia d'on el rellotge extrau la força per a poder funcionar correctament.

La part superior de la roda d'escapament és un engranatge que està connectat a una sèrie d'engranatges reductors, que estan representats en aquesta foto:
La roda número 1 és la roda de centre, també denominada segona roda. Gira a un ritme d'una volta cada 12 hores, i per tant, fa girar l'agulla que indica les hores. Aquesta roda també fa girar l'agulla dels minuts mitjançant un segon sistema de reducció. La roda número 2 és la tercera roda, un engranatge de reducció entre la roda 1 i la 3. Aquesta darrera,que és denominada quarta roda, va connectada a l'agulla que indica els segons, en tindre un període d'una volta cada minut. La roda número 4 és la roda d'escapament, que va controlada per la roda de balanç.

Cal afegir que el sistema que s'ha detallat ací correspon a l'escapament anomenat suís, i representa un dels molts sistemes que existeixen per tal de regular la precisió dels rellotges, encara que és el més usat actualment per la seua simplicitat i precisió.

Per a més informació, podeu visitar la següent web:
Haute Horlogerie

Calibració Citizen Seven Star V2 1967

Aniré posant en aquest post els resultats obtinguts en les medicions que aniré fent cada dia durant 15 dies, obtenint d'aquesta manera una mesura de la desviació que té el rellotge en diferents posicions i agafant la determinació de seguir o abandonar el projecte definitivament.

Avui començaré a calibrar, agafant com a temps de referència les 16.30.00 del 16/06/2008, i col·locant el rellotge en posició vertical amb la indicació de les 6 cap amunt (6H). La càrrega necessària per al funcionament del rellotge se li subministrarà mitjançant la rotació de la corona tres vegades al dia, per tal que no es quedi sense corda. Demà tindré la primera lectura de la precisió del rellotge, encara que mantindré el rellotge en aquesta posició durant 2 dies per tal de fer mitjanes i obtenir més exactitud en la determinació, com es fa en el test COSC.

A dia 16/6/2008 he agafat com a referència les 16.31.00 per ser més fàcil la lectura en el dial del rellotge que estic medint. Espere obtenir resultats satisfactoris amb els instruments de mesura de què dispose. La temperatura en aquest moment és de 26.3 ºC. Quede, per tant, a l'espera per tal de medir la desviació. Mantindré el bloc actualitzat durant els 15 dies que dura el test, i us informaré dels resultats complets a la fi d'aquestes proves.

El 17/6/2008 prenc la primera lectura de la desviació del rellotge. L'hora real era 16.30.10 i la indicada era 16.31.00, per tant, el rellotge ha avançat 50 segons en quasi 24 hores, i la tasa de variació és exactament +50.029 s/dia, sabent que la temperatura en el moment de lectura era de 25.6ºC. Cal comentar que aquesta xifra és prou elevada però té poc de pes en el balanç total de desviacions. Es manté el rellotge en la mateixa posició per tal de prendre mesures demà.

El 18/6/2008 prenc la segona lectura de desviació. En aquest cas, l'hora real era 16.32.45 i la mostrada era 16.34.00. La desviació en aquest període ha sigut de +24.955 s/dia, i la temperatura en el moment de la lectura era 26.2ºC. Per tant, la diferència entre les desviacions és V1=25.074 s/dia, amb un valor de la mitjana de desviació en la posició 6H de 37.492 s/dia. Aquesta desviació representa una exactitud del 99.957%.

Cal dir que no estic segur de la primera mesura que vaig agafar, ja que diferències tan grans entre les dues mesures no són possibles, ja que la precisió en la determinació de la posició de les agulles és molt menuda, en observar-se a 40 augments.Després d'aquests 2 dies de medicions en la posició 6H, passe ara a medir en 3H, és a dir, amb la caixa vertical i la indicació de les 3 cap a dalt. Esperaré fins demà per a medir aquesta desviació, i mantindré el rellotge en aquesta posició durant 2 dies.

La primera lectura de precisió en la posició 3H és la següent: L'hora real era 16.32.29, i l'hora mostrada era 16.34.00. La desviació és de +16.003 s/dia, i la temperatura és de 26.4ºC. Demà tindré un altre valor per tal de comparar i traure la mitjana i la desviació, i, per tant, es manté el rellotge en la posició 3H (corona cap amunt).

La segona lectura en la posició 3H és aquesta: L'hora real era 16.33.56 i l'hora mostrada era 16.36.00. La desviació en aquest període ha sigut de +32.967 s/dia, i la temperatura és de 27.0ºC. Completat el cicle de medició en 3H, la diferència entre les desviacions és de V3=16.964 s/dia. Seguidament, procediré a situar el rellotge en la posició 9H, és a dir, amb la indicació de les 9 cap amunt i el rellotge vertical. La mitjana de desviació fins el moment ronda els 30 s/dia.

A dia 21/6/2008 he pres la següent mesura: L'hora real era 16.54.12, i l'hora mostrada pel rellotge automàtic era 16.57.00, el que representa una desviació de +43.389 s/dia. La temperatura a l'hora de la mesura era de 27.2ºC. Falta, per tant, una altra mesura de desviació en aquesta posició abans de canviar-la per la FH, amb l'esfera cap avall i el rellotge horitzontal.

El dia 22/6/2008 vaig tenir problemes amb el rellotge ja que es va parar el seu funcionament, raó per la qual la desviació rondava els 200 segons de pèrdues al dia. Aquesta mesura serà repetida en una altra ocasió. Prenc, per tant, la determinació de deixar les mesures per algun temps.

No obstant, els meus esforços per a lograr les millors precisions possibles no es detindran, i seguiré intentant calibrar-lo amb ajuda de les mesures obtingudes amb el programa i altre instrumental. Us mantindré actualitzats al respecte dels possibles progressos que faça en aquest tema.

Rellotge automàtic

Baix aquest títol posaré tot allò relacionat amb les proves que estic fent sobre un rellotge automàtic de marca Citizen model Seven Star V2 dels que podríem denominar vintage gran reserva (més de 40 anys), probablement en un intent de perfeccionar el seu funcionament al màxim i aconseguir les millors precisions possibles.

Ací teniu dues fotos del rellotge, on podreu apreciar l'aspecte extern però també la maquinària que tant costa d'ajustar correctament.

En els passats dies he estat recopilant informació de tots els portals d'internet on apareguera algun mètode per a calibrar un rellotge automàtic per tal de tindre tota la informació disponible.

He trobat alguns enllaços curiosos, i m'he fabricat un dispositiu (fent ús dels meus escassos coneixements d'electrònica) que em permet enregistrar les pulsacions del citat rellotge per tal de comparar-les amb les produïdes per la targeta de so del meu ordinador mitjançant un programa. Ací us deixo una foto de l'aparell:El dia 13 de juny vaig ajustar el rellotge de tal manera que en una de les seues posicions més comunes, és a dir, amb l'esfera cap amunt, guanyava 2.5 segons en un dia. Aquesta va ser la millor aproximació possible, ja que l'ajust de la maneta que controla el ritme del rellotge ha de ser molt fi, perquè es corre el risc de passar-se d'ajust i haver de tornar a començar.

Ara mateix estic intentant replicar a la meua manera les proves riguroses que els laboratoris del Control Oficial de Cronòmetres Suís imposa als rellotges automàtics per tal de denominar-los cronòmetres. En aquesta prova s'observa la variació del ritme del rellotge en diverses posicions i a diferents temperatures per tal de determinar amb precisió quina desviació sofreix el rellotge en un dia típic. Cal dir que les precisions dels rellotges mecànics són de l'ordre del 99,995%, i les dels rellotges de quars es del 99,997% o més, per tant els errors són molt menuts i cal molt de temps per tal d'adonar-se'n.

Ací en teniu un exemple de com és un certificat COSC i la taula amb els resultats per al meu rellotge:












Per a més informació sobre els certificats COSC, hi podeu entrar en: COSC

Electrònica

En aquest post posaré tot allò que considere relacionat amb el món de la electrònica, així com els projectes que tinc en espera i els que estic desenvolupant en aquests moments.

Fa un temps, vaig vore en alguna pàgina d'Internet que les piles no recarregables, és a dir, aquelles que denominem salines o alcalines, eren realment recarregables. Aquella contradicció em va agradar i vaig començar a investigar un poc buscant informació a Internet.

Com que no vaig trobar moltes pàgines, vaig decidir investigar directament intentant provar els dispositius que havia trobat mentre buscava més informació. Per a la meva sorpresa, vaig comprovar que si a una pila salina o alcalina se li subministra corrent amb algun aparell que més avant descriuré, podem aconseguir recuperar una part de la càrrega original, encara que els fabricants indiquen que aquesta operació és impossible. Aquesta càrrega permetria utilitzar les piles durant un període de temps més gran, alleugerant la necessitat de comprar-ne de noves i reduint la quantitat de residus tòxics que emetem amb tanta naturalitat, a un preu molt raonable, de l'ordre de cèntims d'euro per pila recarregada.

Cal dir que la operació ha de ser realitzada amb intensitats de corrent baixes, subministrades per dispositius creats ad-hoc i amb una protecció física per tal que si la pila s'obre no plene de substàncies tòxiques tota l'habitació i pose en perill la nostra salut.

Podeu consultar més informació sobre aquest fenomen als següents enllaços:
Wikipedia Viquipèdia en castellà, amb molta info.
SM0VPO Pàgina de SM0VPO, conté el circuit.

També tinc en ment fabricar-me un rellotge despertador digital, possiblement binari, amb microcontrol·lador PIC i un display de buit que vaig traure d'un vídeo, encara que aquest projecte es posposarà fins que acabe amb la calibració del rellotge automàtic i tinga els suficients coneixements com per a agafar el soldador i l'estany amb unes mínimes garanties d'èxit.

Benvinguda

Vull donar-vos la benvinguda al meu nou bloc, aquest espai en Internet on posaré dades sobre les meves aficions i/o investigacions variades, així com els meus projectes.

Cal dir que soc aficionat a tot allò que implique la ciència en qualsevol de les seues formes, ja siga física, química o altres, i a la electrònica, encara que els meus coneixements en aquest camp són prou limitats, no així la meua voluntat d'aprendre.

Com podreu comprovar, aniré actualitzant els diversos projectes que tinc en ment, i podreu deixar comentaris a les entrades del bloc, que revisaré almenys dues vegades per setmana per contestar i actualitzar continguts.

Pel moment crec que és tot. Sigueu tots benvinguts en aquest nou espai a la xarxa i deixeu les vostres opinions quan i com vulgueu.