FÍSICA I QUÍMICA

Electrogeneradors (activitat individual) *

Un grup electrogen és una màquina que mou un generador elèctric a través d'un motor de combustió interna. Són comunament utilitzats quan hi ha dèficit en la generació d'energia elèctrica d'algun lloc, o quan són freqüents els talls en el subministrament

Un dels seriosos problemes que es presenten a l'hora de treballar al restaurant situat al costat del Monestir de Sant Llorenç del Munt, és sens dubte el subministrament elèctric.

Com aconseguir electricitat en indrets on NO arriba la xarxa elèctrica?

La solució és  mitjançant un sistema autònom electrogenerador (un grup electrògen).


Activitat

La teva tasca consisteix en buscar informació sobre aparells d'aquests tipus: fonament físic de funcionament, quin tipus d'energia fa servir per generar l'electricitat, diferents models, característiques tècniques etc, és a dir, tota la informació que puguis trobar (com més millor). Acompanya el teu treball d'imatges, gràfics, ... i organitza part de la informació (sobretot la que fa referència a les característiques tècniques dels diferents models) en taules.

Maria Arans:

 

-Un grup electrogen és una màquina que mou un generador elèctric a través d'un motor de combustió interna. Són comunament utilitzats quan hi ha dèficit en la generació d'energia elèctrica d'algun lloc, o quan són freqüents els talls en el subministrament elèctric.

IMATGE FUNCIONAMENT GENERADOR ELECTRIC

-Un generador elèctric és tot dispositiu capaç de mantenir una diferència de potencial elèctric entre dos dels seus punts (anomenats pols, terminals o borns) transformant l'energia mecànica en elèctrica. Aquesta transformació s'aconsegueix per l'acció d'un camp magnètic sobre els conductors elèctrics disposats sobre una armadura (denominada també estator). Si es produeix mecànicament un moviment relatiu entre els conductors i el camp, es generarà una força electromotriu (F.E.M.). Aquest sistema està basat en la llei de Faraday.

Encara que el corrent generat és corrent altern, pot ser rectificada per obtenir un corrent continu. En el diagrama adjunt s'observa el corrent induït en un generador simple d'una sola fase. La majoria dels generadors de corrent altern són de tres fases.

El procés invers seria el realitzat per un motor elèctric, que transforma energia elèctrica en mecànica.

·LEYRE GAVILÁN:

Es un dispositiu capaç de fer electricitat per si sol , solen tenir un motor tèrmic que funciona amb l'alternador, a més el seu pes pot variar depen de per que ho vulguis. Es solen utilitzar quan no hi pot arribar la xarxa elèctrica o quan hi ha talls elèctrics.

Aquests,funcionen amb diferents tipus de carburants, el que més s'utilitza es la gasolina,gasoil,gas natural,biocarburants i el més potent és el fuel-oil
Les despeses per omplir el dipòsit costa uns 2000 euros. El generador híbrid proporciona 48V.La seva potència en kVA  (kilovolts ampere)

Motor: Energía mecànica que provoca que l'alternat giri i generi electricita
Regulació del motor:  manteneix  una velocitat constant al motor.

Sistema elèctric del motor: És de 12V o 24V càrreges negatives i el sistema inclou un motor d'arranc elèctric.

Sistema de refrigeració: Sol ser gracies  a l'aigua o l'aire fred que pasa pel moor. 

Aïllament de la vibració: És redueix la vibració gracies als aïllas 

Silenciador: Va instal·lat al motor per reduir el so que emet

Interruptor de sortida: Control manual que serveix per protegir l'alternador.

                                        

Parallamps (activitat grupal)

Com pots imaginar, les tormentes són molt habituals al Parc... I amb elles, els llamps!! Saps el que podria suposar la caiguda d'un llamp en un parc natural com el nostre? Investiguem una mica...


Activitats:


a) Explica amb detall (gràfics, imatges, dibuixos,...) quin és el procés de formació i caiguda d'un llamp.

El primer procés en la generació del llamp és la separació de càrregues positives i negatives dintre d'un corrent aeri ascendent, fort en aquests núvols, acumulant així una càrrega d'electricitat estàtica molt poderosa. Els cristalls positivament carregats tendeixen a ascendir, el que fa que la capa superior del núvol acumuli una càrrega electroestàtica positiva. Els cristalls negativament carregats i les calamarses cauen a les capes del centre i del fons del núvol, que acumula una càrrega electroestàtica negativa. El llamp també pot produir-se dintre dels núvols de cendres d'erupcions volcàniques, o pot ser causat per violents incendis forestals que generin pols capaç de crear càrrega estàtica. Com s'inicia la descàrrega elèctrica segueix sent un tema de debat. Els científics han estudiat les causes fonamentals, que van des de les pertorbacions atmosfèriques (vent, humitat i pressió) fins als efectes del vent solar i a l'acumulació de partícules solars carregades. Es creu que el gel és l'element clau en el desenvolupament, propiciant una separació de les càrregues positives i negatives dintre del núvol. 

b) Fes una relació dels efectes que pot provocar la caiguda d'un llamp.

1.Efectes lluminosos:

S'arriben a generar importants quantitats de partícules lluminoses conegudes com fotons causa de la ionització en l'aire que es provoca pel corrent del llamp.

 

Aquestes partícules poden arribar a provocar enlluernaments durant llargs segons.

2. Efectes acústics:

La corrent del raig arriba a produir un fort increment de la pressió el qual manifesta forces electrodinàmiques.

 El soroll o so es transmet en forma de fragores o de cops de taló i pot escoltar-se a desenes de quilòmetres des del seu punt d'impacte.

3.Efectes causa dels cops de taló:

A causa de la intensa força amb la qual cau el llamp, la resistivitat dels sòls i de les portes resulta mínima.

 

La caiguda del tro pot succeir en elements metàl·lics connectats de manera incorrecta el que produeix destruccions del nostres equips elèctrics i electrònics.

4.Efectes electrodinàmics induïts:

En entorn d'on cau un llamp es produeix un camp magnètic, el qual genera tensions i corrents d'inducció.

 

Aquestes tensions i corrents poden arribar a provocar deformacions, arrencaments i destruccions.

5.Efectes d'electrocució:

Quan un raig passa corrent pot causar la mort i la dispersió del corrent als seus sòls heterogenis pot provocar cremades, interrupcions respiratòries i cardíaques.

 

 6. Efectes tèrmics:

Els efectes tèrmics poden formar un punt d'impacte que aconsegueix una fusió dels materials o la seva destrucció per mitjà d'una explosió, això és quan es presenta una forta taxa d'humitat o sortides de foc.

7. Efectes electroquímics:

Els efectes electroquímics també són coneguts com la descomposició química dels materials per reaccions electrolítiques. Aquests efectes apareixen principalment al nivell de la posada a terra.

 

La presència cada vegada més freqüent d'electrònica sensible atorga als equips elèctrics una vulnerabilitat augmentada a les sobretensions transitòries.

c) Imagina't que, sobtadament, es produeix una tempesta mentre estaves fent senderisme al Parc... Has de vigilar molt amb els llamps!! Quines mesures de precaució hauries de prendre per a protegir-te el màxim possible?

·Abandoni les parts altes de muntanyes, turons, turons i llomes.

·Abandoni les zones baixes de les valls i camini pels vessants.

·Allunyeu-vos de les roques grans i aïllades.

·No es refugiï sota arbres solitaris i alts.

·No es refugiï en la boca d'una cova o sota d'una roca sortint en terreny muntanyós.

·Un dels millors llocs per refugiar és el vehicle amb les finestretes tancades i les antenes baixades.

·En l'època de tempestes és preferible no sortir d'acampada o, en tot cas, l'acampar allunyeu-vos del fons de les valls, torrenteres i canals o rius. D'altra banda, l'alliberament de càrregues elèctriques acumulades en els núvols pot ser especialment perillosa en terreny elevat o quan vostè és l'objecte més alt.

·Si amenacen els raigs, col·loqui a la gatzoneta, amb els peus junts, els braços creuats sobre els genolls i el cap entre els braços. ·No busqui refugi en construccions inestables, graners, hangars, coberts, ni tendes de campanya.

·Allunyeu-vos dels terrenys esportius, aparcaments, camps oberts i vies de ferrocarril. És perillós córrer quan hi ha tempesta.

·Els ciclistes han d'abandonar la bicicleta i allunyar-se d'ella. ·Els pescadors han d'abandonar la canya de pescar immediatament. ·Així mateix, cal deixar els pals si sé aquesta jugant a golf. ·No porti objectes metàl·lics quan hi hagi una tempesta elèctrica.

·Els banyistes han d'abandonar immediatament la piscina, riu, o llac o qualsevol lloc on s'estigués banyant i no tornar fins que hagi cessat el perill.

·No toqueu objectes metàl·lics. Allunyeu-vos de les estructures metàl·liques, tanques i pals o estesos de conducció elèctrica.

d) Imagina't que el que vols protegir ara són alguns indrets concrets del Parc instal·lant parallamps... Investiga els diferents tipus que podries trobar al mercat, característiques, materials de què estan fets, preus,... Tot allò que trobis i et sembli interessant. No cal dir que hauries d'enriquir la teva investigació amb imatges, gràfics, estadístiques,...

Els parallamps són dispositius que consisteixen en, una barra metàl·lica, col·locada en un punt elevat d’una construcció i connectada a la terra mitjançant un cable, destinada a atraure els llamps i a facilitar-los un pas directe a la terra sense que danyin la construcció. 

Els raigs es troben compostos d'electricitat estàtica que es produeix en una tempesta elèctrica, aquests generen un impuls electromagnètic i arriben arribar fins als 1500 metres; no obstant això existeixen registres d'un llamp que va arribar als 190 quilòmetres de longitud. .

Cada any es registren fins a 16 milions de raigs impactant en la terra, de manera que un sistema de parallamps és completament funcional perquè les empreses i recintes en general es protegeixin.Aquest fenomen natural és impossible de controlar, per això és recomanable que es compti amb un sistema com aquests ben dissenyat i amb càlculs exactes, ja que aconseguirem la protecció de les persones, equips electrònics i el recinte. per a realitzar la instal·lació del sistema de parallamps s'ha de considerar:

La quantitat de persones que ocupen l'establiment.

Quantitat d'equip electrònic.

Ubicació geogràfica del recinte.

Anàlisi del mapa isoceràunic; encarregat de recopilar la quantitat de vegades que impacte un llamp i en quina zona.
Alçada del recinte.
Longitud del recinte

Hi ha quatre tipus de parallamps que són:


El sistema de punta simple és un dels més comuns. Es caracteritza per tenir l'estructura convencional, un captador; és a dir la punta simple amb amplitud de 15 graus, la mida depèn de l'alçada del recinte ja que es direccionara l'energia i per últim el sistema de posada a terra que dissipés l'energia que el captador obtingui.
Sistema de Punta Simple


Sistema Gàbia Faraday

El sistema de Gàbia Faraday és un sistema avançat ja que per la quantitat de puntes que s'utilitzen proporciona una major seguretat per al recinte. Les puntes s'instal·len en punts estratègics que s'obté mitjançant un estudi previ del recinte.

El sistema de parallamps PAD compta amb puntes que emeten una ionització de l'energia i la transmeten a la terra, es caracteritza per usar puntes que té una amplitud de fins a 60 graus i tenen més amplitud, aquestes puntes també es poden utilitzar en sistemes Faraday sense això són poc comuns.

Aquestes puntes s'encarreguen de protegir el recinte en una àrea perimetral on els raigs captats dirigeixen l'energia al conductor que va a dissipar l'energia a la terra.
sistema PAD

sistema PCDE

El sistema de parallamps PCDE són molt similars al sistema PAD però la diferència la fa la tecnologia, ja que aquestes puntes compten amb una cobertura de fins a 120 graus. La tecnologia que tenen aquests sistema permet que es realitzi una acció prèvia a la caiguda del llamp i s'emeti una ionització capaç de crear una descàrrega de retorn al núvol i canalitzant el raig a un punt segur per a baixar.