Poder humano

La potencia humana es la tasa de trabajo o energía que produce el cuerpo humano . También puede referirse a la potencia (tasa de trabajo por tiempo) de un ser humano. La potencia proviene principalmente de los músculos , pero el calor corporal también se utiliza para realizar trabajos como calentar refugios , alimentos u otros seres humanos.

Los récords mundiales de rendimiento energético de los seres humanos son de interés para los planificadores de trabajo y los ingenieros de procesos de trabajo . El nivel promedio de potencia humana que se puede mantener durante un cierto período de tiempo es interesante para los ingenieros que diseñan operaciones de trabajo en la industria.

El transporte impulsado por humanos incluye bicicletas , remos , esquí y muchas otras formas de movilidad.

En ocasiones se utilizan equipos accionados por el hombre para generar, y a veces para almacenar, energía eléctrica para su uso cuando no hay otra fuente de energía disponible. Entre ellos se incluyen la radio de supervivencia Gibson Girl , la radio de cuerda o (de reloj) y la radio de pedales.

El metabolismo humano normal produce calor a una tasa metabólica basal de alrededor de 80 vatios . ^[1]

Durante una carrera de bicicletas , un ciclista de élite puede producir alrededor de 440 vatios de potencia mecánica durante una hora y los ciclistas de pista en ráfagas cortas más de 2500 vatios; las bicicletas de carreras modernas tienen una eficiencia mecánica superior al 95% . Es más probable que un adulto en buena forma física promedie entre 50 y 150 vatios durante una hora de ejercicio vigoroso. ^{[ aclaración necesaria ]} Durante un turno de trabajo de 8 horas, un trabajador manual promedio, saludable, bien alimentado y motivado puede mantener una producción de alrededor de 75 vatios de potencia . ^{[ 2 ]} Sin embargo, el rendimiento potencial de la energía eléctrica humana se reduce por la ineficiencia de cualquier dispositivo generador, ya que todos los generadores reales incurren en pérdidas durante el proceso de conversión de energía . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Es posible utilizar equipos de ejercicio para generar energía, conectando las partes móviles a los componentes de los generadores eléctricos ; ^[5] algunos equipos de gimnasios domésticos utilizan generadores de CC para alimentar las lecturas, las pantallas y controlar la cantidad de resistencia que ofrece la máquina. ^[5] La cantidad de energía generada es tan pequeña en comparación con las fuentes de energía industriales que el costo del equipo de conversión lo hace económicamente impráctico. ^[5] Por ejemplo, suministrar a un hogar promedio de los Estados Unidos únicamente electricidad generada a partir de equipos de ejercicio durante un día requeriría que más de cien personas anduvieran en bicicletas estáticas durante todo el día. ^{[5] [6]}

Varias formas de transporte utilizan la fuerza humana. Entre ellas se incluyen la bicicleta , la silla de ruedas , caminar , la patineta , la carretilla , el remo , los esquís y el rickshaw . Algunas formas pueden utilizar más de una persona. La galera histórica era impulsada por hombres libres o ciudadanos en la antigüedad, y por esclavos capturados por piratas en tiempos más recientes. El MacCready Gossamer Condor fue la primera aeronave propulsada por humanos capaz de volar de forma controlada y sostenida, realizando su primer vuelo en 1977. En 2007, Jason Lewis de la Expedición 360 se convirtió en la primera persona en circunnavegar el globo en latitudes no polares utilizando únicamente la fuerza humana: caminando, en bicicleta y patinando a través de las masas terrestres; y nadando, haciendo kayak, remando y utilizando un bote a pedales de 26 pies de largo para cruzar los océanos. ^{[7] [8]}

Las ruedas de andar , también llamadas cintas de correr, son motores o máquinas accionadas por seres humanos. Su aspecto puede parecerse al de una rueda hidráulica y pueden funcionar cuando una persona pisa unas paletas colocadas en su circunferencia (cinta de correr) o cuando una persona se coloca de pie en su interior (rueda de andar).

Algunos dispositivos utilizan la fuerza humana. Pueden utilizar directamente la fuerza mecánica de los músculos o un generador puede convertir la energía generada por el cuerpo en energía eléctrica.

Los equipos accionados por el hombre consisten principalmente en aparatos eléctricos que pueden funcionar con electricidad generada por la fuerza muscular humana como una alternativa a las fuentes convencionales de electricidad, como las baterías primarias desechables y la red eléctrica . Dichos dispositivos contienen generadores eléctricos o un sistema de inducción para recargar sus baterías . En la actualidad, existen generadores independientes que funcionan con manivela para recargar dispositivos electrónicos portátiles alimentados por batería, como los teléfonos móviles . Otros, como las linternas accionadas mecánicamente , tienen el generador integrado en el dispositivo. Los relojes de pulsera pueden utilizar la fuerza muscular para mantener sus resortes principales en cuerda.

Una alternativa a las baterías recargables para almacenar electricidad son los supercondensadores , que ahora se utilizan en algunos dispositivos, como la linterna mecánica que se muestra aquí. Los dispositivos que almacenan la energía mecánicamente, en lugar de eléctricamente, incluyen radios con mecanismo de relojería con un resorte principal, que se da cuerda mediante una manivela y hace girar un generador para alimentar la radio.

Un ejemplo temprano del uso regular de equipos eléctricos accionados por el hombre se encuentra en los primeros sistemas telefónicos : la corriente para hacer sonar el timbre remoto se obtenía haciendo girar una manivela en el teléfono, que hacía girar un pequeño generador magnético . Los dispositivos accionados por el hombre son útiles como equipo de emergencia cuando un desastre natural, una guerra o un disturbio civil impiden el suministro de energía eléctrica. También se los ha considerado económicos para su uso en países pobres, donde las baterías pueden ser caras y la red eléctrica no es fiable o no está disponible. También son una alternativa ambientalmente preferible al uso de baterías desechables, que son una fuente derrochadora de energía y pueden introducir metales pesados ​​en el medio ambiente. La comunicación es una aplicación común para la cantidad relativamente pequeña de energía eléctrica que puede generar un ser humano al hacer girar un generador.

Se ha sugerido que esta sección se divida en otro artículo. ( Discutir ) (Diciembre de 2020)

La radio de supervivencia Gibson Girl de la Segunda Guerra Mundial utilizaba un generador accionado manualmente para proporcionar energía; esto evitaba el rendimiento poco confiable de las baterías de celdas secas que podían almacenarse durante meses antes de ser necesarias, aunque tenía el inconveniente de que la sobreviviente tenía que estar lo suficientemente en forma para girar la manivela. Las radios de supervivencia fueron inventadas y utilizadas por ambos bandos durante la guerra. ^[9] Los transmisores de radio de supervivencia SCR-578 (y el similar AN/CRT-3 de posguerra) que llevaban los aviones en operaciones sobre el agua recibieron el apodo de " Gibson Girl " debido a su forma de "reloj de arena", que les permitía mantenerse estacionarios entre las piernas mientras se giraba la manija del generador.

Durante la Segunda Guerra Mundial , las tropas estadounidenses a veces empleaban generadores de manivela, GN-35 y GN-45, para alimentar los transmisores/receptores de radio del Cuerpo de Señales . ^[10] El uso de manivela era laborioso, pero generaba suficiente corriente para equipos de radio más pequeños, como el SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 y SCR-694 . ^[11]

Una radio de cuerda o radio de relojería es una radio que funciona con la fuerza muscular humana en lugar de con baterías o la red eléctrica. En la disposición más común, un generador eléctrico interno funciona con un resorte principal, al que se da cuerda con una manivela en la caja. Al girar la manivela se da cuerda al resorte y una cuerda completa permitirá varias horas de funcionamiento. Alternativamente, el generador puede cargar una batería interna.

Las radios alimentadas por generadores accionados manualmente no son nuevas, pero su mercado se consideraba anteriormente limitado a organizaciones de emergencia o militares. La radio moderna con mecanismo de relojería fue diseñada y patentada en 1991 por el inventor británico Trevor Baylis como respuesta a la crisis del VIH/SIDA . La imaginó como una radio para uso de personas pobres en países en desarrollo, especialmente en África , sin acceso a baterías. En 1994, el contable británico Chris Staines y su socio sudafricano, Rory Stear, obtuvieron la licencia mundial de la invención y cofundaron Baygen Power Industries (ahora Freeplay Energy Ltd), que produjo el primer modelo comercial. La clave de su diseño, que ya no se utiliza, fue el uso de un resorte de velocidad constante para almacenar la energía potencial . Después de que Baylis perdiera el control de su invento cuando Baygen se convirtió en Freeplay, las unidades de Freeplay Energy cambiaron a baterías desechables cargadas por generadores accionados manualmente más económicos.

Al igual que otros equipos autoalimentados, las radios de cuerda fueron diseñadas para acampar , para emergencias y para áreas donde no hay red eléctrica y es difícil conseguir baterías de repuesto, como en países en desarrollo o asentamientos remotos. También son útiles donde no se usa una radio con regularidad y las baterías se deterioran, como en una casa de vacaciones o una cabaña.

Las radios de cuerda diseñadas para uso en emergencias suelen incluir linternas , luces intermitentes de emergencia y sirenas de emergencia. También pueden incluir múltiples fuentes de energía alternativas, como baterías desechables o recargables , receptáculos para encendedores de cigarrillos y células solares .

La radio a pedales (o radio inalámbrica a pedales ) era un transmisor-receptor de radio alimentado por un generador accionado por pedales. Fue desarrollada por el ingeniero e inventor de Australia del Sur Alfred Traeger en 1929 como una forma de proporcionar comunicaciones por radio a granjas remotas y estaciones de ganado en el interior de Australia . ^[12] No había red eléctrica ni generadores disponibles en ese momento y las baterías para proporcionar la energía necesaria habrían sido demasiado caras. Fue una invención muy importante, ^[13] ya que fue esta tecnología la que permitió al Royal Flying Doctor Service , y más tarde a la School of the Air , conectar a las personas que vivían en zonas remotas con los servicios de emergencia y la educación. ^[14]

• Trabajo manual
• Radio sin batería
• Dinamo de botella
• Manivela (mecanismo)
• Recolección de energía
• Micropotencia
• Pavimento