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Documento conceptual — Abril 2026

Turbina Centrifuga Helicoidal

La centrifuga es como la gravedad: no se gasta. Pero a diferencia de la gravedad, podemos controlarla y amplificarla.

El principio de Heron

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.

Heron clasico

Energia interna genera rotacion
  • Calor hierve agua (fuente de energia)
  • Vapor escapa por boquillas opuestas
  • Reaccion hace girar la esfera
  • La rotacion es el producto
Energia entra: calor
Energia sale: rotacion

Heron invertido (este sistema)

Rotacion existente genera empuje
  • Motor mantiene omega (~5W)
  • Centrifuga empuja agua radialmente
  • Agua sale opuesta al giro
  • El chorro mantiene la rotacion
Energia entra: motor (~5W)
Energia disponible: centrifuga (342 kPa)
v_tangencial(lab) = ω×R − v_chorro
Si v_chorro = ω×R → v_lab = 0 → agua no se lleva momento angular → motor no paga nada extra

El ciclo completo

1

Motor

Mantiene ω constante (~5W)

2

Centrifuga

Genera campo F = mω²r (342 kPa)

3

Espiral

Guia el agua, da tangencial por geometria

4

Salida Heron

Chorro opuesto al giro, impulso reactivo

← Impulso reactivo mantiene ω → ciclo cerrado ←
Heron descubrio que accion = reaccion. Nosotros usamos esa reaccion para auto-sostener el giro.
Los 7 pilares del concepto
1

La centrifuga es una fuerza de cuerpo distribuida

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.

2

El motor solo mantiene omega

No empuja agua, no eleva agua, no acelera tangencialmente. Solo vence la friccion de rodamientos. Costo: ~5W. Todo lo demas lo hace la centrifuga.

3

La espiral helicoidal reduce Coriolis

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.

4

La turbina solidaria no genera torque sobre el eje

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.

5

La succion viene del radio exterior

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.

6

Continuidad del flujo

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.

7

Chorro reactivo tipo Heron

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.

Los numeros
5m
Radio (10m diametro total)
50
RPM (5.24 rad/s)
3.43
Bar de presion centrifuga
~5W
Costo mantenimiento ω

Centrifuga vs Gravedad

PropiedadGravedadCentrifuga
IntensidadFija: 9.81 m/s²Variable: crece con r
Se gasta al usarla?NoNo (mientras ω = cte)
Controlable?NoSi (ω y R)
Amplificable?NoSi (P crece con R² y ω²)
Costo mantenerCero~5W (rodamientos)

Presion centrifuga por radio

dato clave

75%

de la energia esta en los ultimos 2.5 metros. La periferia manda.

Aplicacion: bomba elevadora

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.

Presupuesto energetico

86% de la centrifuga queda disponible despues de elevar 5 metros. Sobran 293.6 kPa para el chorro reactivo Heron.

Quien paga?

La centrifuga paga la elevacion. El motor sigue pagando solo ~5W de rodamientos. Altura maxima teorica: 34.9 metros.

Vs convencional

Una bomba convencional para 12 l/s a 5m gasta ~1400W. Este sistema mueve agua horizontalmente a grandes volumenes con un costo radicalmente menor.

La pregunta central
Con turbina solidaria en el medio, el agua sale a v = ω×R (Heron perfecto) o a v < ω×R (Heron parcial)?

A favor de v = ω×R

  • La succion exterior no cambio (ω y R iguales)
  • La turbina es interaccion interna al sistema
  • La continuidad del flujo se mantiene
  • El campo centrifugo no se debilita
  • La aspiradora en la punta sigue tirando igual

A favor de v < ω×R

  • La turbina extrae presion del fluido
  • Esa energia falta en la punta
  • Menor presion = menor velocidad de salida
  • Analogia cascada: turbina a mitad de camino
  • Requiere validacion experimental
Hoja de ruta experimental

Fase 1 — Bomba helicoidal

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.

Fase 2 — Turbina solidaria

Agregar palas internas al modelo. Acoplar micro-generador solidario. Medir watts generados vs watts consumidos. Si generados > delta consumo: validado.

Fase 3 — Escalado

Disenar version R=0.5m. Aplicacion inmediata: bombeo solar para riego agricola. Un panel de 50W moviendo miles de litros por hora.

"La centrifuga es como la gravedad: no se gasta.
Pero a diferencia de la gravedad,
podemos controlarla y amplificarla." — Korzy, 2026