ENERGÍA ZARAGOZA

Desarrollar un proyecto colaborativo en el que implicar varios factores sociales de la ciudad en su acepción final, siendo el centro ETOPIA “la semilla y la maceta” donde crecerá este proyecto. Como el nombre del proyecto indica y haciendo referencia a Bici Zaragoza, Wifi Zaragoza, Aguas y Residuos de Zaragoza se trata de generar “energía ciudadana” crear el espacio “Energía Zaragoza”.

Así como encontramos numerosos puntos en los parque y zonas de recreo donde poder hacer ejercicio con máquinas, creo que podríamos desarrollar un prototipo de estas maquinas que genera energía gratuita para cargar nuestros dispositivos , y además creara un punto de acceso wifi a la red del ayuntamiento (wifi zaragoza), generando un espacio colaborativo, un punto de reunión, una posibilidad de acceso a la energía y el internet para los que más la necesitan etc.

Así con la típica bicicleta estática (de las que podemos encontrar en cualquier parque o bien una bicicleta normal adaptada) asociada a un motor de lavadora reciclado y convertido en una gran dinamo solo necesitaríamos acumular esta energía en unas grandes baterías (reciclando y recuperando baterías de litio de moviles y ordenadores viejos) podríamos desarrollar un primer prototipo funcional, utilizando arduino o raspberry pi como ordenador/microcontrolador para la carga de las baterías, el punto de acceso wifi/router. Los objetivos son: obtener un prototipo funcional y una propuesta coherente y realista para el ayuntamiento de Zaragoza, promover en

Según la Wikipedia “La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado(sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.”

Esta ley universal es fundamental en muchos aspectos de este proyecto (obviamente) en cuanto a que no solo queremos generar energía eléctrica a partir de energía mecánica, si no que pretendemos investigar cual es la vía más sencilla para recuperar algunos de los recursos materiales y energéticos que desperdiciamos día a día.

Si bien es cierto que la gestión de residuos ha mejorado en los últimos 20 años, la sociedad europea no ha hecho el esfuerzo de discernir entre deshechos, residuos, objetos obsoletos, etc. Lo que nos lleva a malgastar gran cantidad de energía y materia, sobre explotando los recursos y además contaminando. En los últimos años ha surgido una nueva comunidad “maker” que en una de sus muchas acepciones pretende retomar el control sobre los procesos productivos y destructivos que se dan en el desarrollo tecnológico. Así dos recursos fundamentales que han sido “enajenados” de la sociedad son internet y la electricidad, y desde este proyecto pretendemos hacernos con su “control” usando a nuestro favor la ley de la conservación de la energía, en ocasiones en un marco simbólico y en otras en un marco teórico-práctico.

Vamos a desarrollar este proyecto con dos objetivos claros, conseguir generar electricidad y un punto de acceso a internet a través de la transformación de energía mecánica en eléctrica, reduciendo el consumo material al mínimo siguiendo el principio de las 4R:

Reducir el consumo material al mínimo imprescindible. Reciclar los materiales de deshecho que generemos durante el mismo. Recuperar materiales y piezas de deshecho para desarrollar el proyecto. Reusar posteriormente los materiales utilizados en este proyecto. Siendo sinceros con el proyecto, la envergadura del mismo ha sobrepasado las capacidades del equipo de trabajo, teniendo que traicionar en ocasiones los fundamentos de este. Así el tiempo y los conocimientos técnicos han sido el cuello de botella de este proyecto, por ello y en pos de la investigación y el desarrollo tecnológico del mismo, no se ha optimizado la reducción del consumo de materiales.

Uno de los problemas ha sido la elección del generador de electricidad, si bien pretendíamos recuperar algún motor eléctrico y usarlo como generador de corriente, estos no están optimizados para transformar la energía mecánica en eléctrica si no al contrario por lo que aunque son muy fáciles de encontrar, la adaptación al proyecto sería muy costosa en tiempo. Pese a ello conseguimos fácilmente un par de motores de lavadora y un par de motobombas de desagüe eléctricas.

En nuestro caso hemos optado por un alternador Recuperado de la industria del automóvil quien genera una cantidad ingente de residuos y materiales. Se adecua a nuestro proyecto puesto que generan (normalmente) entre 12V y 14V de corriente continua regulada. Sustituiremos las revoluciones que genera el motor de explosión del coche por las generadas al pedalear en una bicicleta montada en un soporte estático, acoplando finalmente el alternador a la rueda trasera de la bicicleta. En nuestro caso y por falta de tiempo utilizamos un rodillo de bicicleta.

Recuperando un tablón usado y desechado de la CNC del Laboratorio de ETOPIA obtuvimos una base sólida donde anclar el soporte para la bicicleta y el alternador. Hemos probado la transmisión directa entre la rueda de la bicicleta y el rodillo pero el ultimo se deteriora con rapidez, por ello hemos optado por usar la correa de transmisión de los motores de lavadora recuperados anteriormente, obteniendo un buen resultado. El siguiente problema ha sido el almacenamiento y la regulación de la electricidad generada. Se han valorado las siguientes baterías:

-Litio -Litio-Polimero de litio -Niquel-Hidruro Metálico -Plomo-Ácido sulfúrico -Plomo-Ácido sulfúrico Gel Las baterías de litio soportan la descarga profunda pero son muy caras y son difíciles de recuperar si se les da un mal uso, las de niquel-hidruro metálico tienen el mismo problema. Las baterías de ácido sulfúrico son más baratas pero no están preparadas para las descargas profundas, solo las de gel soportan la descarga profunda, el único problema es el volumen, el peso y la contaminación en respecto a las de litio.

De nuevo el tiempo y los conocimientos técnicos son los limitantes del proyecto puesto que la opción más sostenible sería preparar unas buenas baterías reacondicionando baterías de lítio de ordenador, pero el tiempo y el volumen de baterías que se necesitan conseguir exceden nuestras previsiones. Además como estamos en un proceso experimental cualquier cortocircuito pone puede provocar la explosión de las baterías de Litio por lo que en este caso nos hemos decantado por las baterías de Pb-ácido sulfúrico gel aptas para descaras profundas. Además como estamos en un proceso experimental cualquier cortocircuito pone puede provo- car la explosión de las baterías de Litio por lo que en este caso nos hemos decantado por las baterías de Pb-Utilizamos un Inversor DC-AC 300W puesto que la mayoría de fuentes de alimentación funcionan con corriente alterna y en espacio y tiempo plan- tea una solución más eficiente.

Finalmente se necesitaba implementar un siste- ma automático de control y gestión de acceso a la energía, para ello se han abordado dos vías, una a través de software privado gratuito CAYEN- NE y una placa RASPBERRY PI 3 como centro de control, y otra colaborando con el proyecto de la convocatoria CESAR, “ENERGÍAS RENOVABLES EN EL IOT”.Así la RASPBERRY PI 3 con el S.O Debian Jessie lleva implementado un chip wifi que permite la conexión inalámbrica de la placa a las redes wifi disponibles, más cara en costes económicos, pero con un ahorro de tiempo considerable.

A través del software Cayenne instalado en la R.PI 3, se pueden configurar distintos sensores desde la web oficial : https://mydevices.com/ sin necesidad de programar. Pudiendo generar datos de consumo (con amperimetros de corriente continua en la salida del alternador, amperimetros de corriente alterna a la salida del inversor, voltimetros en las baterías), sensores de estado (temperatura y humedad), incluso interruptores automatizados (con relés).A la salida del inversor se conecta un ladrón de corriente para tener 3 puntos de corriente, en uno se enchufa, El alimentador de la R.PI 3, en otro la antena wifi (conectada a una red wifi abierta) y un tercero será el que disponga la electricidad a los usuarios.La Raspberry PI 3 se encarga de enviar los datos de los sensores al servidor de la web cayenne y así en caso de un consumo excesivo, o de una des- carga demasiado pronunciada de las baterías se corta el suministro de electricidad a través de los relés.

En caso de detectar una descarga profunda a través de la web, el “técnico de mantenimien- to”, acudiría a la estación y efectuaría una carga de mantenimiento a al batería.Además CAYENNE ofrece una aplicación móvil con la que controlar la R.PI 3.La segunda opción de gestión de la energía, mucho más acorde con el tipo de proyectos desarrollados en esta convocatoria, ha sido tratar de integrar los avances logrados por el equipo de del proyecto CESAR “ENERGÍAS RENOVABLES EN EL IOT”.

Dado que ellos han desarrollado un sistema de software/hardware completamente libre, sustituyendo el control de la dupla CAYENNE/ R.PI 3 por un controlador Arduino Nano, sensores similares, una placa donde se integra todo el sistema de HARDWARE, programación propia para el controlador y un servidor web PANDORA FMS. Disminuyendo los costes económicos del proyecto, y creando código libre y flexible que hacen que la gestión y el control de la energía renovada sea mucho más accesible y asequible.

En nuestro caso finalizamos el proyecto, integrando la estación ENERGIA ZARAGOZA en uno de las mesas de trabajo del laboratorio. Creando así una mesa auto-abastecida de electricidad.