El documento describe varios sistemas históricos y actuales para generar energía eléctrica a partir de la energía humana, como antorchas dinamo, relojes cinéticos y bicicletas generadoras. Explica que la energía humana se puede convertir en energía mecánica, eléctrica, térmica o química y cómo el movimiento del cuerpo al caminar, pedalear o mover los brazos puede aprovecharse mediante generadores, materiales piezoeléctricos o termoeléctricos.

1. GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A
PARTIR DE ENERGÍA HUMANA
energía

2. EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA PARA EL APROVECHAMIENTO
DE LA ENERGÍA HUMANA
• Se conoce como FORMAS DE ENERGÍA
energía humana AGENTE Mecánica Eléctrica Termal Química
a las diferentes Músculos x
manifestaciones Movimiento x
de energía con Potencial de la piel x
las que se Transpiración x
caracteriza el Calor del cuerpo x
esfuerzo físico
del ser humano
energía

3. ALGUNAS APLICACIONES PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGÍA HUMANA
Antorcha dinamo
Reloj Cinético
Radio Baygen
Lámpara Cinética Aladdinpower
FreeCharge
energía

4. ANTORCHA DINAMO
La antorcha dínamo de Philips fue
inventada durante la Segunda Guerra
Mundial y ampliamente utilizada en
lugares remotos, ante la ausencia de
energía eléctrica
Este dispositivo trabajaba con un sistema
de recarga basado en el dínamo, operado
por medio de una manivela manual que
giraba en el sentido de las manecillas del
reloj. Para la iluminación, se disponía de 3
bombillos tipo LED de alta luminosidad.
Antorcha dinamo de Philips
energía

5. RELOJ CINÉTICO
En 1992, la empresa Seiko presentó el
reloj cinético, un reloj de pulsera
alimentado por un mini generador. El mini
generador convertía el movimiento del
reloj - como consecuencia del
movimiento del usuario - en electricidad
que se almacenaba en un condensador
Reloj de pulsera Seiko, alimentado por el
movimiento del usuario
energía

6. RADIO BAYGEN
Esta radio funcionaba mediante un
resorte de cuerda. Al dar una vuelta a la
manivela, se enrollaba un resorte, el
mismo que activaba el generador
eléctrico interno y permitía el
funcionamiento de la radio.
Con “medio minuto” de girar la manivela
con la mano, alcanzaba para escuchar la
radio durante 30 minutos, dependiendo Radio Baygen activado por manivela
del volumen de la reproducción.
energía

7. LÁMPARA CINÉTICA ALADDINPOWER
Dispositivo de potencia de mano que
suministraba energía a dispositivos
electrónicos, mediante la conversión de
energía humana en eléctrica en un
dinamo ubicado en el interior de la
lámpara.
Una palanca externa, ubicada
aproximadamente a 45 grados de la
lámpara, al ser presionada contra el
cuerpo de la lámpara, hacía girar el
dínamo
El Aladdinpower
energía

8. FREECHARGE
Generador de electricidad de tracción humana
para la venta comercial. El principio de
funcionamiento de este dispositivo se basaba
en aprovechar la energía humana a través de
un pedal empujado hacia arriba y hacia abajo.
La energía humana generada con esta acción
servía para girar un generador eléctrico
interno
Adicionalmente, el FreeCharge podía ser
recargado por cualquier tomacorriente de 110V
a 240 V, y, poseía entradas de energía de otras
El FreeCharge de la empresa Freeplay Energy
fuentes como solar y eólica.
energía

9. PROCESO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE
ENERGÍA HUMANA
Entrada: Energía
Humana
Conversión de
Energía
Salida: Producto
Storage o aplicación
energizadas
Salida: Producto
o aplicación
energizadas
energía

10. ESQUEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA HUMANA A ENERGÍA
ELÉCTRICA
El pedaleo como fuente de energía eléctrica
El caminar como fuente de energía eléctrica
El movimiento del brazo como fuente de energía
eléctrica
El pulsar un botón como fuente de energía
eléctrica
El calor del cuerpo como fuente de energía
eléctrica
Energía eléctrica generada en dispositivos
mecánicos de uso cotidiano
energía

11. EL PEDALEO COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
El pedaleo humano -en modelos adaptados de la bicicleta- es una de las
formas más habituales de generar energía eléctrica.
Generalmente, el esquema de generación de energía eléctrica se basa en
el uso de un dínamo, cuyo rotor gira potenciado por el esfuerzo del
pedaleo humano.
La tabla a continuación, muestra una aproximación a la relación
existente entre el tiempo de pedaleo y la generación de energía eléctrica
suficiente para abastecer el consumo de cierta aplicación electrónica
Relación entre tiempo de pedaleo y generación de energía eléctrica
para el consumo de dispositivos electrónicos
30 segundos 1 hora de música en un discman
4 minutos Funcionamiento de un reloj
20 minutos Cargando un teléfono celular
7 horas de pedaleo Un día de trabajo con una
es igual a lámpara de 60 W
7 horas 4 horas de uso de computadora
energía

12. EL CAMINAR COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
El movimiento humano más previsible y susceptible de aprovechar en la
generación de energía eléctrica, es el acto de caminar o alguna variante
del mismo como marchar o correr.
energía

13. EL CAMINAR COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Materiales Piezoeléctricos
• Los materiales piezoeléctricos son cristales sintéticos o naturales, que al
deformarse- en su interior generan cargas eléctricas.
• Los materiales piezoeléctricos pueden utilizarse para fabricar baldosas, las
mismas que se instalan en el piso en lugares muy transitados, o cualquier
superficie que se mueva fácilmente bajo el impacto del caminar de las personas
Pista de baile energizada por materiales piezoeléctricos
energía

14. EL CAMINAR COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Minigeneradores Magneto - hidrodinámicos
• Estos dispositivos funcionan usando la presión que se ejerce sobre el piso. Esta presión
comprime unas bandas por debajo del piso, las mismas que mueven un fluido a través de
unas mini-turbinas
Mini generadores electromagnéticos
• Los minigeneradores electromagnéticos constan de una serie de paneles que sobresalen del
suelo un centímetro y medio. Al pasar el tráfico, los paneles suben y bajan [13]. El
movimiento se transmite a un motor que produce la energía mecánica, la misma que luego
será convertida en energía eléctrica
energía

15. EL MOVIMIENTO DEL BRAZO COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Aprovechar el movimiento de la mano o del brazo
de una persona para generar energía eléctrica, es
otra de las ideas que se prueban. Se han
desarrollado pedales de mano o manivelas que
utilizan la fuerza muscular de los brazos.
Entre las principales aplicaciones de este tipo, se
encuentran: el reloj de mano Seiko, cuya
alimentación depende del movimiento de el brazo,
y, la radio portable Baygen activada al girar una
manivela mediante tracción manual, y el pedal de
mano de la empresa Windstream.
Pedal de mano de la empresa Windstream
energía

16. EL PULSAR UN BOTÓN COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Dispositivos electrónicos que
poseen teclas, botones o
pulsadores, que generen
electricidad al ejecutar cualquier
acción sobre los mismos.
Computador COMPAQ,
Control remoto FACE
energizado por sus teclas
energía

17. EL CALOR CORPORAL COMO FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Utilización de un generador termoeléctrico s que
permiten recolectar el calor emitido por el cuerpo
para suministrar energía eléctrica a dispositivos
portátiles.
La empresa japonesa Fujitsu desarrolló un
dispositivo similar a una pulsera capaz de generar
electricidad a partir del calor y la luz, sin
necesidad de cables ni baterías
energía

18. ENERGÍA ELÉCTRICA GENERADA EN DISPOSITIVOS MECÁNICOS DE
USO COTIDIANO
Esta forma de generación de electricidad pretende aprovechar
el uso diario que los seres humanos dan a dispositivos
mecánicos como :
Puertas Giratorias: Juegos Infantiles:
Ubicadas generalmente en hoteles, centros La idea de convertir la energía cinética del juego de
comerciales, lugares públicos, etc., pueden ser los niños en otra forma aprovechable de energía, ha
utilizadas para generar energía eléctrica para demostrado ser innovadora y viable tal como lo
diversas aplicaciones, tal como lo demuestran demuestran los trabajos de Empower Playground
las aplicaciones del grupo Boon Edam
energía

19. GENERALIDADES SOBRE EL
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA
HUMANA DISIPADA EN JUEGOS INFANTILES
energía

20. ENERGÍA HUMANA DISIPADA EN JUEGOS INFANTILES
Socialmente, se reconoce a los juegos infantiles el apoyo que prestan a
los niños en adquirir y desarrollar habilidades físicas, motrices, de
experimentación, de comunicación, de expresión, entre otras.
Juegos
Infantiles
En función de sus particularidades de diseño y operación, las distintas
iniciativas para el aprovechamiento de energía humana disipada en juegos
infantiles, se clasifican en :
Juegos Juegos
Portátiles Mecánicos
energía

21. JUEGOS INFANTILES PORTÁTILES
Este grupo de juegos se caracteriza por
Las principales
su limitado tamaño, su
aplicaciones de juegos
transportabilidad, su independencia
portátiles son:
de generación de energía respecto al
lugar de instalación, y, la capacidad de
proporcionar energía para potenciar
cualquier dispositivo sin necesidad de
conectarse a la red eléctrica. Soccket
Juegos Infantiles modificaciones
Portátiles de los yo–yo
tradicionales
Variaciones del
cubo Rubik
energía

22. SOccket
El sOccket captura la energía del impacto del pie sobre el balón, la convierte en
energía eléctrica, y, la almacena para su uso posterior.
El nombre
Para generar energía
sOccket deriva
eléctrica, el sOccket se
de la unión de
vale de un mecanismo de
las palabras
bobina inductiva interna,
soccer - la forma
el movimiento de una
en que se llama
esfera imantada a través
al fútbol en USA-
de la bobina de metal,
, y, socket -
induce la tensión para
enchufe en
generar electricidad.
inglés.
energía

23. Yoyos - Modificados
Para aprovechar la energía disipada, cada yo-yo modificado posee un rotor
electromagnético, con un imán y una bobina interna .
En el mercado existen al menos dos grupos de yo-yos modificados
El segundo grupo
El primer grupo se
aprovecha el yo-yo para
conforma de dispositivos
generar la energía
electrónicos encapsulados
suficiente para cargar una
en un yo-yo, de tal forma
batería de litio ubicada en
que pueden aprovechar
su interior. La batería
directamente la energía
cargada se utiliza luego para
humana recuperada, como
potenciar cualquier tipo de
es el caso del yoyo – MP3
dispositivos, como es el
modificado por la empresa
caso de los yoyos diseñados
REGEN
por Manuel Hanson.
energía

24. Variaciones Cubo de Rubik
Dispositivo capaz de generar energía suficiente para potenciar aparatos
electrónicos de bajo consumo comúnmente conocido como Mágic Charger
El Magic Charger posee, en su
interior, pequeños generadores
electromagnéticos que producen
energía en cada movimiento de
las capas del cubo.
La energía generada se almacena
en una batería de ion-litio, que
se encuentra en el centro del
cubo
energía

25. JUEGOS INFANTILES MECÁNICOS
Las instalaciones para
juegos infantiles utilizadas
con mayor frecuencia son
las ubicadas en parques,
Iniciativa play-pump
centros comerciales, patios
de escuelas, etc. Entre estas
instalaciones, como las más
habituales en nuestra
cultura, podemos citar a los Iniciativa Empower
columpios, los sube - baja, Playgrounds
los carruseles International (EPI)
Juegos Infantiles
Iniciativa Water Power
MECANICOS
Peace Project
See Saw Pump de Daniel
Sheridan
energía

26. Play - pump
La empresa sudafricana
Roundabout Outdoor desarrolló
soluciones integrales de agua
potable, en las que se incluyó a la
bomba play-pump.
Play-pump es el resultado de la
fusión de un carrusel de niños y
de una bomba de agua.
Esquema básico de instalación de
La extracción de agua limpia de acuíferos un sistema play-pump
subterráneos, utiliza la energía disipada por los
niños mientras juegan en el carrusel
El play-pump está diseñado de tal forma que 16 rpm del carrusel
proporcionan la energía necesaria para bombear 1400 litros de agua por
hora, desde una profundidad máxima de 100m, hacia un depósito, con
una capacidad de 2500 litros
energía

27. Empower Playgrounds International (EPI)
EPI está orientada al diseño y fabricación de
juegos mecánicos potenciados por energía
humana para la generación de energía
eléctrica.
• EPI ha implementado y testeado dos tipos de
juegos: el merry-go-round y el zip-line.
• Ambos productos generan energía suficiente
para aplicarla en la iluminación de aulas,
utilizando lámparas eficientes
energía

28. Iniciativa Water Power Peace Project
Esta iniciativa fue desarrollada por la empresa Sabre, cuya
propuesta era promocionar agua a las comunidades
rurales a la vez que proporcionaba esparcimiento a los
niños de las comunidades
• El principio de funcionamiento es similar al play – pump,
ya que el juego mecánico utilizado es un carrusel, y su
uso esta destinado a bombear agua de lugares lejanos
hacia la comunidad a la que esta destinado el proyecto
• El sistema Sabre se prueba en comunidades de Tanzania,
en las que la mayoría de estudiantes necesita caminar
aproximadamente kilómetro y medio para llegar a la
fuente de agua más cercana
energía

29. Iniciativa See Saw Pump de Daniel Sheridan
David Sheridan, un estudiante de diseño mecánico
de Inglaterra, construyó un generador de energía
eléctrica que captura la energía de los sube - baja
en los que se divierten los niños
• El dispositivo modificado permite generar la
energía suficiente para iluminar un salón de clase
sólo con 10 min de juego
Sube y baja de Sheridan, construido con
materiales locales
energía

30. DEFINICIÓN DE LA ARQUITECTURA
FUNCIONAL PARA UN SISTEMA DE
ILUMINACIÓN INTERIOR PARA AULAS TIPO,
POTENCIADO POR ENERGÍA HUMANA A
TRAVÉS DE JUEGOS INFANTILES
energía

31. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
El sistema propuesto para iluminación interior para aulas escolares tipo utilizando
energía humana y juegos infantiles, se basa en la tecnología desarrollada por
Empower Playgrounds.
El sistema se divide en cuatro bloques fundamentales:
Bloque 1: Carrusel y sistema de transmisión
Bloque 2: Generador Eléctrico
Bloque 3: Storage de Energía
Bloque 4: Iluminación interior para un aula escolar tipo
energía

32. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
Bloque 1: Carrusel y sistema de transmisión
• En el bloque 1, se realiza la primera transformación de energía: humana a mecánica. La
transformación de energía requerida se realiza en un carrusel.
• Mediante un sistema de transmisión es posible transmitir el momento de giro que los
niños provocan sobre el carrusel, hacia el eje del rotor de un generador.
Bloque 2: Generador Eléctrico
Bloque 3: Storage de Energía
Bloque 4: Iluminación interior para un aula escolar tipo
energía

33. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
Bloque 1: Carrusel y sistema de transmisión
Bloque 2: Generador Eléctrico
• En el bloque 2, la energía mecánica se transforma en energía eléctrica. Esta transformación
tiene lugar en un generador de CD.
Bloque 3: Storage de Energía
Bloque 4: Iluminación interior para un aula escolar tipo
energía

34. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
Bloque 1: Carrusel y sistema de transmisión
Bloque 2: Generador Eléctrico
Bloque 3: Storage de Energía
• En el bloque 3, la energía eléctrica se almacena (storage) para su posterior uso en el
momento en que esta sea requerida.
• El storage de energía propuesto en el marco de este proyecto, es químico.
Bloque 4: Iluminación interior para un aula escolar tipo
energía

35. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
Bloque 1: Carrusel y sistema de transmisión
Bloque 2: Generador Eléctrico
Bloque 3: Storage de Energía
Bloque 4: Iluminación interior para un aula escolar tipo
• En el bloque 4, la energía química del bloque de storage, se convierte en energía lumínica
a través del sistema de iluminación fluorescente compacto propuesto para este proyecto.
energía