Ingresa la clave para acceder al documento
La centrifuga es como la gravedad: no se gasta. Pero a diferencia de la gravedad, podemos controlarla y amplificarla.
En el siglo I d.C., Heron de Alejandria construyo la eolipila: una esfera hueca con boquillas en L opuestas. Al calentar agua, el vapor escapaba por las boquillas y la esfera giraba por reaccion. Fue el primer motor a reaccion de la historia, 1700 anos antes de que Newton formulara sus leyes de movimiento.
v_tangencial(lab) = ω×R − v_chorro
Mantiene ω constante (~5W)
Genera campo F = mω²r (342 kPa)
Guia el agua, da tangencial por geometria
Chorro opuesto al giro, impulso reactivo
← Impulso reactivo mantiene ω → ciclo cerrado ←
F = mω²r en cada punto del radio. No es una bomba que empuja desde un lugar. Es un campo que actua en toda la longitud del brazo simultaneamente. La presion crece con r².
No empuja agua, no eleva agua, no acelera tangencialmente. Solo vence la friccion de rodamientos. Costo: ~5W. Todo lo demas lo hace la centrifuga.
En un tubo recto, el agua necesita ser acelerada tangencialmente por las paredes (Coriolis). La espiral le da componente tangencial por geometria, no por fuerza.
Gira con todo el sistema. Interactua con el flujo radial. Fuerza de reaccion radial. Una fuerza radial no genera torque sobre el eje de rotacion.
Las masas a mayor radio tiran mas fuerte (F crece con r). La masa exterior succiona a la interior, como una aspiradora en la punta. No se debilita por restricciones intermedias.
Velocidad de entrada = velocidad de salida, siempre. Si baja una baja la otra. Se equiparan solos. No existe escenario donde la cadena salga mas despacio de lo que entra.
Cuando el agua sale opuesta al giro a v = ωR, en el laboratorio su velocidad tangencial es cero. No se lleva momento angular. El motor no compensa nada. Verificado desde el siglo I d.C.
| Propiedad | Gravedad | Centrifuga |
|---|---|---|
| Intensidad | Fija: 9.81 m/s² | Variable: crece con r |
| Se gasta al usarla? | No | No (mientras ω = cte) |
| Controlable? | No | Si (ω y R) |
| Amplificable? | No | Si (P crece con R² y ω²) |
| Costo mantener | Cero | ~5W (rodamientos) |
75%
de la energia esta en los ultimos 2.5 metros. La periferia manda.
El sistema helicoidal ascendente puede elevar agua con costo minimo. La centrifuga genera 342.7 kPa. Elevar agua 5 metros cuesta solo 49 kPa (14% del total). La centrifuga paga la elevacion, no el motor.
86% de la centrifuga queda disponible despues de elevar 5 metros. Sobran 293.6 kPa para el chorro reactivo Heron.
La centrifuga paga la elevacion. El motor sigue pagando solo ~5W de rodamientos. Altura maxima teorica: 34.9 metros.
Una bomba convencional para 12 l/s a 5m gasta ~1400W. Este sistema mueve agua horizontalmente a grandes volumenes con un costo radicalmente menor.
Con turbina solidaria en el medio, el agua sale a v = ω×R (Heron perfecto) o a v < ω×R (Heron parcial)?
Imprimir STL. Montar motor 300 RPM. Medir consumo real del motor vs bomba convencional del mismo caudal. El ratio de ahorro es el dato clave.
Agregar palas internas al modelo. Acoplar micro-generador solidario. Medir watts generados vs watts consumidos. Si generados > delta consumo: validado.
Disenar version R=0.5m. Aplicacion inmediata: bombeo solar para riego agricola. Un panel de 50W moviendo miles de litros por hora.