Soneto solar: 16 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Inspirado en los experimentos de energía solar de Augustin Mouchot, este conjunto de campanas de vidrio anidadas con redes que cambian de color está destinado a capturar la curiosidad sobre la conversión de energía solar a térmica. Parte de la colección WhatNot, titulada Eighteen Sixty Six, estos objetos se exhibieron en Rossana Orlandi durante la Semana del Diseño de Milán.

Vidrio de laboratorio de borosilicato Red de plástico termocrómico

Pequeño: 12 cm D x 16 cm H

Mediano: 15 cm de profundidad x 19 cm de altura

Grande: 18 cm de profundidad x 22 cm de altura

Paso 1: primeros usos del poder solar: héroe de Alejandría

Fascinado por los inventos del pasado y el precedente sustancial de la energía solar, investigué la historia de los experimentos realizados para comprender nuestra relación con el sol.

Héroe de Alejandría fue un matemático e ingeniero griego que estuvo activo en su ciudad natal de Alejandría, el Egipto romano (c. 10 EC - c. 70 EC). Su instrumento de fuente era un dispositivo compuesto por muchas cámaras con agua y aire, donde el agua se transfería de un recipiente a otro cuando se colocaba al sol. Bajo el sol, el aire calentado por el sol se expandiría, ejerciendo presión sobre el agua dentro del espacio, forzándola a salir. Otras veces, sus instrumentos emiten aire en lugar de agua, haciendo un sonido al pasar a través de un silbato adjunto a la abertura.

El arquitecto paisajista francés Isaac de Caus dijo una vez algo sobre estos nuevos y raros inventos de obras hidráulicas: "una máquina admirable, que, colocada al pie de una estatua, emitirá sonido cuando el sol brille sobre ella, de modo que parece que la estatua hace dicho sonido ". Él está describiendo un instrumento que cantaba cuando el sol de la mañana lo golpeaba.

Paso 2: Usos tempranos de la energía solar: experimentos de caja caliente

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La red de la superficie de mis campanas de cristal se tejió a mano en telares circulares. El objetivo era tejer una capa de red alrededor de cada campana de vidrio con este material termocrómico para ilustrar un cambio de temperatura. El diámetro del telar dicta el diámetro del tubo de punto, así que tuve que hacer telares a medida para que se ajustaran a mis campanas. Hice dos juegos de telares que variaban en dimensiones para poder elegir qué tan apretado quería que el tejido se envolviera alrededor de cada una de las campanas. Tener dos conjuntos de tamaños también significaba tener en cuenta las distintas limitaciones de los diferentes materiales.

Los telares se enrutaron con madera contrachapada en una máquina CNC y las clavijas se cortaron de una sola varilla de madera. Hice un archivo de Rhino y configuré rutas de herramientas en RhinoCam, donde las líneas cortan el espacio negativo entre los telares y los puntos designan los agujeros. Usé dos brocas, una para cada uno de los dos tamaños de orificio para que coincidiera de acuerdo con el diámetro de mis clavijas y clavos. Asegúrese de que estas clavijas encajen en los orificios de la estructura del telar, incluso péguelas si es necesario, de lo contrario sería imposible tejerlas. La mejor manera de navegar por el uso de un telar circular es ver videos tutoriales de Youtube.

Paso 9: Pigmento termocromático

Los materiales termocrómicos vienen en muchas formas, pero para este propósito, los pigmentos y las tintas eran la mejor opción. Muchos de ellos cambian a blanco con temperaturas cálidas, pero estos rangos de temperatura pueden variar. Encontrar materiales que cambien de color a color puede ser más difícil, pero un truco es hacer que esa cosa que está aplicando el pigmento termocrómico sea del color que le gustaría al final de la reacción. Para este ejemplo, experimenté con bases de pintura y diluyentes de pintura que eran blancos. Esto apagó el brillo de mi pigmento púrpura, pero también hizo que el cambio fuera mucho más obvio. Si tuviera una base de pintura azul y un pigmento termocrómico amarillo, el color de mi solución sería verde a temperatura ambiente, pero cambiaría a azul en condiciones cálidas.

Paso 10: Exploración de materiales

Pedí carretes transparentes de tubería de PVC en dos de los tamaños más pequeños disponibles, con cada rollo de 100 yardas. Inyecté la solución termocrómica en el tubo usando jeringas con diferentes tamaños de aguja Luer Lock.

Paso 11: Proceso de inyección

El proceso de inyección funcionó bien después de un par de yardas, pero solo logró superar el 35% de las 100 yardas antes de volverse extremadamente lento e inútil, sin mencionar el doloroso en mi mano. Primero intenté inyectar la solución después de que el tubo ya estaba tejido, así que consideré esto como un posible factor que podría haber ralentizado el proceso.

Paso 12: Proceso de inyección: resolución de problemas

No tuve ningún problema en inyectar agua a 100 yardas, así que traté de diluir la solución lo más posible sin que silenciara completamente los colores. También intenté inyectar la solución mientras sumergía la madeja del tubo en un balde de agua caliente (por eso el color es blanco y no azul). Nada pareció ayudar.

Paso 13: Proceso de inyección: Bomba neumática

Nada funcionaba, así que era hora de sacar la bomba neumática. Esto ayudó a empujar la solución a través del 50% del tubo … y finalmente tuve que aceptar que no pasaría y corté una pequeña hendidura para que la jeringa se inyectara a la mitad. Realmente no puedes notar estas roturas, pero crea puntos débiles que son propensos a romperse, ¡y la imperfección me volvió loco! El problema final fue que incluso si lograba inyectar la solución en la totalidad de las 100 yardas, una semana después, la solución se secaría y se asentaría a lo largo de un lado del interior de la tubería y crearía grandes espacios de aire en todas partes. La experimentación se ha puesto en pausa temporalmente ya que elegí ir con un material diferente.

Paso 14: Tejido de pelo de muñeca termocrómico

Es muy difícil encontrar y comprar hebras continuas de fibras termométricas, y tiene que ser continuo. Necesita yardas y yardas de material para tejer, de lo contrario, habría nudos y extremos a lo largo de su tejido al atar hilos. Este material plástico en particular se utiliza en realidad para hacer pelo de muñecas. Combiné dos colores, un azul que cambia a violeta oscuro en condiciones extremadamente frías y un rosa que se vuelve blanco por encima de la temperatura ambiente, para crear una gama termocromática más amplia.

Paso 15: Generador termoeléctrico