maquina de movmiento perpetuo

1. Universidad de las Fuerzas
Armadas “ESPE”
Nombre: Steven Rolando Cañizares Alvarado
Materia: Cinemática
Docente: Ing. Diego Proaño
Carrera: Tecnología Superior en Electromecánica
Latacunga - Ecuador

2. Maquina de movimiento
perpetuo

3. Objetivo General:
• Diseñar y construir una maquina de movimiento perpetuo , aplicando los
conocimientos de análisis estructural, resistencia de materiales y conceptos básicos de
estática y cinemática.
Objetivos Específicos:
• Diseñar y construir una maquina de movimiento perpetuo que tenga un
funcionamiento autónomo por 10 minutos.
• Aplicar conocimientos de estática, cinemática y termodinámica para resolver
problemas de ingeniería y tecnología.
• Justificar sus proyectos en forma escrita con el informe de diseño y construcción de
una maquina de movimiento perpetuo.

4. MÁQUINA DE
MOVIMIENTO “PERPETUO”
• Las máquinas de movimiento perpetuo son sistemas con la capacidad de
mantenerse en marcha de manera “infinita” después de suministrarles un
impulso inicial sin ningún aporte neto de energía externa. Estas se dividen en
dos clases:

5. Primera especie
• Las cuales violan la primera ley de la termodinámica, la cual habla de que la
energía no se crea ni se destruye, solo cambia de forma o se transfiere de un
objeto a otro. Es decir, estas máquinas no conservan la energía, ya que
hipotéticamente funcionan continuamente sin consumo de alguna forma de
energía.

6. Segunda especie
• Estas máquinas que teóricamente violan la segunda ley de la termodinámica, es decir,
desarrollan Trabajo en forma cíclica (indefinida) intercambiando calor con una sola
fuente térmica, así como hacen referencia los enunciados de Kelvin, “Es imposible
construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto
que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de
trabajo” y de Clausius “Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto
sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin
la entrada de energía por trabajo”.

7. Frasco de auto-llenado
A veces llamado “esquema de Boyle movimiento perpetuo” (en honor a Robert Boyle ( 1627 –
1691 ), el “jarrón perpetua” o “copa perpetua”. Fue discutido por Denis Papin ( 1647 – 1712 )
en las transacciones filosóficas para 1685 . Incluso fue aceptado por Johann Bernoulli ( 1667 –
1748 ). Algunos comentaristas lo llaman la “paradoja hidrostática”. Algunos confunden
el sistema hidrostático con un sistema capilar .
Matraz de auto-llenado de Boye, una imposible máquina de movimiento perpetuo, que se rellena
a sí misma por la acción de un sifón (“movimiento hidrostático perpetuo”). Un sifón está
formado por un tubo, en forma de “U” invertida, con uno de sus extremos sumergidos en un
líquido, que asciende por el tubo a mayor altura que su superficie, desaguando por el otro
extremo. Para que el sifón funcione el orificio de salida debe estar más abajo de la superficie libre
pues funciona por gravedad, y debe estar lleno de líquido ya que esa conectividad permite que el
peso del líquido en la rama del desagüe sea la fuerza que eleva el fluido en la otra rama.

8. Definición termodinámica
La termodinámica es la rama de la física que estudia la relación entre el calor, la fuerza aplicada
(también conocida como trabajo) y la transferencia de energía.
La palabra termodinámica proviene de las raíces griegas θερμο- (thermo-) que significa 'calor',
y δυναμικός (dynamikós), que a su vez deriva de δύναμις (dýnamis), que quiere decir 'fuerza' o
'potencia'.
Los procesos termodinámicos están determinados por tres leyes básicas.
• La primera ley permite comprender cómo se conserva la energía.
• La segunda ley es usada para conocer las condiciones necesarias para que la transferencia de la
energía ocurra.
• La tercera ley sirve para conocer el comportamiento de los sistemas en equilibrio.
Comprender los procesos termodinámicos es importante en áreas como la ingeniería industrial
donde es necesario utilizar grandes cantidades de energía para el funcionamiento de múltiples
máquinas.

9. Primera ley de la termodinámica
• La primera ley trata sobre la conservación de la energía: la energía ni se crea ni se
destruye, únicamente se transforma. Por ejemplo:
1. La energía solar es transformada en energía eléctrica para una estación de servicio.
2. Esa energía eléctrica puede ser utilizada para cargar la batería del automóvil eléctrico.
3. El automóvil eléctrico es capaz de convertir la energía acumulada en desplazamiento.
La energía, por lo tanto, siempre está en movimiento.
La fórmula simplificada sería la siguiente:

10. Segunda ley de la termodinámica
La segunda Ley de la termodinámica permite determinar dos cosas:
• La dirección en la cual ocurre la transferencia de energía.
• Las condiciones que son necesarias para que el proceso se revierta.
De aquí aprendemos que existen procesos reversibles e irreversibles.
• Por ejemplo, la sal de mesa se mezcla con el agua espontáneamente mediante un
proceso que se llama dilución. Este proceso libera calor.
• Para poder revertir ese proceso y volver a formar cristales de sal, debe aplicarse calor,
el cual que permite evaporar el agua y separarla de la sal. El sistema absorbe calor.
La fórmula simplificada sería la siguiente:

11. Tercera ley de la termodinámica
La tercera ley de la termodinámica combina las dos leyes anteriores y las aplica a
sistemas en equilibrio absoluto. En este estado existe un intercambio de energía mínimo
y un grado de desorden (o entropía) máximo.
La tercera ley es aplicada a sistemas cerrados. Estos tipos de sistemas solo se observan
en física y química teórica.
La fórmula simplificada sería esta:

12. Ejemplo excepcional
• hay una pelota que lleva años girando sin parar flotando en el vacío del espacio y
con una configuración muy especial para que no le afecte la gravedad, lleva miles de
millones de años, de hecho, sin embargo la tierra sigue sin ser un móvil perpetuo
perfecto casi lo es pero no, porque parte de la energía de rotación se pierde
lentamente con el intercambio de momento con la luna en otras palabras la energía de
las mareas no es gratis, y aunque mucho mas lento la traslación alrededor del sol
tambien va gastando orbita de la tierra con le emisión de ondas gravitacionales porque
la tierra se puede decir que es “casi” un móvil perpetuo.

13. G2 Fly wheel de la NASA
• Este dispositivo es lo mas cercano a un móvil perpetuo que ha creado el ser humano
se trata de un sistema de almacenaje de energía nada convencional simplemente es una
rueda muy pesada que gira muy rápido dentro de una caja en la que no hay aire por lo
que la fricción es muy cercana a cero y por eso su ruido no se escucha no hay aire que
lo propague tan baja es la fricción que se necesitan años para que los instrumentos
mas precisos detecten cambios en su velocidad de lo que se trata este aparato es en
esencia de una batería, pero que no guarda la energía en forma de enlace químico
como lo hacen las baterías convencionales si no en forma de momento angular es
decir en forma de rotación si la masa de la rueda y la velocidad de rotación son
moderadamente altas estas baterías pueden llegar a ser mas eficientes que las
convencionales en termino de volumen ocupado y peso total por lo que la nasa las
esta evaluando como las posibles baterías del futuro para sacar energía de ellas tan
solo tienes que conectar un dinamo al eje de rotación y para almacenarla hacerla girar
mas rápido.

15. Fase de investigación para desarrollo del
proyecto
• Frasco auto-llenado
• Fuente de auto-llenado de Herón

16. Herón de Alejandría
Herón de Alejandría (10 d. C.-70 d. C.) fue un inventor, matemático e ingeniero,
considerado como una de los inventores más importantes de su época. La máquina de
vapor, también llamada eolípila y bautizada como la máquina o fuente de Herón, es
quizás su obra más importante, pero no la única.
Muchos diseños originales, así como algunas de sus escrituras se perdieron. Se dice que
su trabajo estuvo muy influenciado por las ideas del también inventor y matemático de
Alejandría Ctesibius.

17. Es una máquina hidráulica inventada por el físico,
matemático e ingeniero del siglo I Herón de
Alejandría.
Herón estudió la presión del aire y del vapor, definió
las bases del primer motor de vapor y construyó
artefactos que impulsaban chorros de agua. Uno de
ellos es conocido como la Fuente de Herón. Aun hoy
se emplean numerosas versiones de la fuente de
Herón en clases de física, como demostraciones de
los principios de hidráulica y neumática.
La fuente de Herón

18. Proceso de diseño del proyecto
• La presente maquina está basada en el diseño original de Herón de Alejandría la cual
está fabricada en bronce, se realizó una réplica a menor escala utilizando materiales
caseros y reciclables, se utilizó una base de madera para mantener estables los
materiales y que la fuente este recta , los recipientes son botellas plásticas sustituyendo
a los recipientes de bronce de la maquina original tambien se escogió el material
plástico porque es un material impermeable tambien se utilizaron varios sorbetes
plásticos y manguera de hule haciendo la función de tubería de la maquina se
escogieron estos materiales por su longitud y facilidad de ensamble con los demás
materiales.

19. Proceso de construcción
• Debes colocar una parte de una botella plástica en un soporte elevado, es necesario que el mismo este mucho
más alto que los envases de plástico que se utilizarán, también se tomar algún objeto casero que puedas
cambiar y sea útil para elevar el recipiente.
• Lo siguiente es hacer un agujero en la parte inferior del recipiente, tratar que sea de un tamaño adecuado
para que pueda entrar el tubo seleccionado.
• Insertar en el agujero hecho, en el recipiente aproximadamente 25 centímetros del tubo, después séllarlo con
silicón u otro pegamento impermeable.
• Tomar uno de los envases plásticos y realizar dos agujeros en la tapa, este primer contenedor será el que
suministre el aire y debe estar a un nivel más bajo en comparación con los demás recipientes utilizados en la
fuente.
• Tomar el tubo que se coloco en el recipiente e insertar en uno de los agujeros que se realizo en la tapa del
envase de plástico. El tubo debe llegar al fondo del envase.

20. Proceso de construcción
• Insertar dos centímetros de otro trozo de tubo por el otro agujero de la tapa del envase.
• Sellar ambos tubos con silicón, pues el envase debe quedar totalmente hermético.
• El segundo envase se debe tomar y abrir de igual manera dos agujeros en la tapa, este otro
envase será el de suministro de la fuente por lo tanto debe estar lleno con agua.
• Insertar el tubo que quedó libre en el otro contenedor en uno de los agujeros del segundo
envase, insertando solo una pulgada.
• Tomar otro pedazo del tubo e insértalo en el otro agujero del segundo envase, este se debe de
empujar hasta el fondo del envase.

21. Proceso de construcción
• Sellar todos los agujeros hechos con silicón.
• El envase que funciona como suministro de la fuente debe estar más alto que el
envase que está vacío.
• El tubo que se coloco en el segundo agujero del envase que funciona como
suministro de la fuente debe ir apuntando hacia la misma dirección.
• Llenar el recipiente grande con agua, se observar cómo el agua fluye desde el
recipiente hasta el envase que funciona como suministro de aire, esto ocurre
claramente por la acción de la gravedad. Esto hará que el agua que se encuentra en
el segundo contenedor regrese al recipiente inicial.

23. Materiales a utilizar
Nº Materiales Características Cantidad
a) Botellas plásticas Botellas plásticas de 3 lt y
3,75 lt
3
b) Regla Regla plástico de 30cm con
una precisión de 1mm
1
c) UHU Pega todo 1
d) Pistola de silicona Pistola de silicona 10w 1
e) Tubos plásticos Tubos plásticos de 30 cm d 5
f) Barras de silicona Barras de silicona plástica de
100g y 45 cm
2
g) Tapas de botella Tapas de botellas de 2lt 4

24. CALIBRACION DE LA MAQUINA
• Se realizo la verificación del sistema que no tengas fugas así que se procedió
a suministrar aire a presión y verificando que no existan fugas y el sistema sea
hermético

25. CALIBRACION DE LA MAQUINA
• Se realizo la primera prueba de sistema suministrando 500 ml de agua en el
sistema haciendo circular por toda la maquina verificando si existe alguna
fuga de agua

26. Resultados obtenidos
Magnitud cm m
Volumen 250 0,00025
Tiempo 150 150
Caudal 1,66666667 1,66667E-06
Área 0,19 0,0019
Velocidad(cm/s) 8,77192982 0,000877193
Altura 1(cm) 35 0,35
Altura 2(cm) 6 0,06
Altura 3 (cm) 28 0,28
Altura 4(cm) 40 0,4
Velocidad 1(m/s) 0,98994988 0,989949882
Presión 3 N/m^2 0,12
Presión 2N/m^2 0,28999996
Presión 1N/m^2 0
Presión 4N/m^2 0

27. Conclusiones
• Por medio del experimento de la fuente de Herón pude apreciar el liquido suministrado en la
primera botella se traslada ala parte superior de la fuente por acción de la gravedad
• La fuente de Herón no es una maquina de movimiento perpetuo por lo que su tiempo de
duración de funcionamiento es esta directamente relacionada ala cantidad de agua que existe
en el recipiente.
• Hasta ahora, estas dos leyes de la termodinámica han obstaculizado toda idea de
movimiento perpetuo y los sueños de generación de energía perfectamente eficiente que
implican. Sin embargo, es difícil decir de manera concluyente que nunca descubriremos una
máquina de movimiento perpetuo porque todavía hay muchas cosas que no entendemos
sobre el universo.
• Se concluye con este proyecto que si es posible crear una puente de agua gracias ala fuerza
de gravedad para que funcione de una manera autónoma

28. Recomendaciones
• Se recomienda que la pistola de silicona no este muy caliente porque puede derretir
los tubos plásticos.
• Se recomienda el uso de agua con un colorante para poder observar mejor el
funcionamiento.
• Se recomienda el uso de un pegamento aparte para sellar las fugas que pueden
existir en la máquina.
• Por medio del experimento de la fuente de Herón pude apreciar el el liquido
sumistrado en la primera botella se traslada ala parte superior de la fuente por
acción de la gravedad

29. Bibliografía
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