La potencia humana es la tasa de trabajo o energía que se produce a partir del cuerpo humano . También puede referirse a la potencia (tasa de trabajo por tiempo) de un ser humano. La energía 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 desempeño energético de los seres humanos son de interés para los planificadores del trabajo y los ingenieros de procesos de trabajo . El nivel promedio de fuerza 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 de propulsión humana incluye bicicletas , remo , esquí y muchas otras formas de movilidad.
Ocasionalmente se utilizan equipos de propulsión humana para generar y, a veces, para almacenar energía eléctrica para su uso donde no hay otra fuente de energía disponible. Estos incluyen la radio de supervivencia Gibson Girl , la radio de cuerda o (de relojería) y la radio de pedal.
El metabolismo humano normal produce calor a una tasa metabólica basal de alrededor de 80 vatios . [1]
Durante una carrera ciclista , un ciclista de élite puede producir cerca de 400 vatios de potencia mecánica en una hora y, en ráfagas cortas, más del doble: de 1.000 a 1.100 vatios; Las bicicletas de carreras modernas tienen una eficiencia mecánica superior al 95% . Es más probable que un adulto en buen estado físico consuma un promedio de entre 50 y 150 vatios por hora de ejercicio vigoroso. [ se necesita aclaración ] Durante un turno de trabajo de 8 horas, un trabajador manual promedio, sano, bien alimentado y motivado puede mantener una producción de alrededor de 75 vatios de energía . [2] Sin embargo, el rendimiento potencial de la energía eléctrica humana se ve disminuido 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 uniendo las partes móviles a componentes de generadores eléctricos ; [5] algunos equipos de gimnasio en casa utilizan generadores de CC para alimentar lecturas, pantallas y controlar la cantidad de resistencia ofrecida por 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 la hace económicamente impracticable. [5] Por ejemplo, abastecer a un hogar estadounidense promedio únicamente con 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. Incluyen la bicicleta , la silla de ruedas , la caminata , el monopatín , la carretilla , el remo , los esquís y el rickshaw . Algunos formularios pueden utilizar más de una persona. La galera histórica era propulsada por hombres libres o ciudadanos en la antigüedad, y por esclavos capturados por piratas en épocas más recientes. El MacCready Gossamer Condor fue el primer avión propulsado por humanos capaz de realizar un vuelo controlado y sostenido, y realizó su primer vuelo en 1977. En 2007, Jason Lewis de la Expedición 360 se convirtió en la primera persona en circunnavegar el mundo en latitudes no polares utilizando únicamente energía humana. —caminar, andar en bicicleta y patinar por las masas continentales; y nadar, hacer kayak, remar y usar un bote a pedales de 26 pies de largo para cruzar los océanos. [7] [8]
Las ruedas de correr , también llamadas cintas de correr, son motores o máquinas propulsadas por humanos. Estos pueden parecerse a una rueda hidráulica en apariencia, y pueden ser accionados por un ser humano que pisa paletas colocadas en su circunferencia (cinta de correr) o por un ser humano parado dentro de ella (rueda de correr).
Algunos dispositivos utilizan energía humana. Pueden utilizar directamente la energía mecánica de los músculos o un generador puede convertir la energía generada por el cuerpo en energía eléctrica.
Los equipos de propulsión humana consisten principalmente en aparatos eléctricos que pueden funcionar con electricidad generada por la fuerza muscular humana como 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 . Actualmente se encuentran disponibles generadores independientes operados con manivela para recargar dispositivos electrónicos portátiles que funcionan con baterías, como teléfonos móviles . Otras, como las linternas de accionamiento mecánico , llevan el generador integrado dentro del dispositivo. Los relojes de pulsera pueden utilizar la fuerza muscular para mantener sus resortes tensados.
Una alternativa a las baterías recargables para el almacenamiento de electricidad son los supercondensadores , que ahora se utilizan en algunos dispositivos, como la linterna alimentada mecánicamente que se muestra aquí. Los dispositivos que almacenan la energía mecánicamente, en lugar de eléctricamente, incluyen radios de relojería con un resorte real, al que se le da cuerda mediante una manivela y hace girar un generador para alimentar la radio.
Un ejemplo temprano de uso regular de equipos eléctricos accionados por humanos se encuentra en los primeros sistemas telefónicos ; La corriente para tocar el timbre remoto la proporcionaba un suscriptor que hacía girar una manija del teléfono, que hacía girar un pequeño generador magnético . Los dispositivos de propulsión humana son útiles como equipo de emergencia cuando un desastre natural, una guerra o un disturbio civil impiden el suministro regular de energía. También se ha considerado económico su uso en países pobres, donde las baterías pueden ser costosas y la red eléctrica no es confiable o no está disponible. También son una alternativa ambientalmente preferible al uso de baterías desechables, que son una fuente de energía derrochadora 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 haciendo girar un generador.
La radio de supervivencia para niñas Gibson de la época de la Segunda Guerra Mundial utilizaba un generador de manivela para proporcionar energía; Esto evitaba el rendimiento poco fiable de las baterías secas que podían almacenarse durante meses antes de ser necesarias, aunque tenía el inconveniente de que el superviviente tenía que estar lo suficientemente en forma para girar la manivela. Ambos bandos inventaron y desplegaron radios de supervivencia durante la guerra. [9] Los transmisores de radio de supervivencia SCR-578 (y los similares AN/CRT-3 de posguerra) transportados por aviones en operaciones sobre el agua recibieron el apodo de " Gibson Girl " debido a su forma de "reloj de arena", que les permitía para mantenerse estacionario entre las piernas mientras se giraba la manija del generador.
Durante la Segunda Guerra Mundial , las tropas estadounidenses a veces emplearon generadores de manivela, GN-35 y GN-45, para alimentar los transmisores/receptores de radio del Cuerpo de Señales . [10] El arranque manual era laborioso, pero generaba suficiente corriente para aparatos 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 reloj es una radio que funciona con la fuerza de los músculos humanos en lugar de baterías o la red eléctrica. En la disposición más común, un generador eléctrico interno funciona mediante un resorte real, que se enrolla mediante una manivela en la caja. Al girar la manivela se enrolla el resorte y darle cuerda completamente permitirá varias horas de funcionamiento. Alternativamente, el generador puede cargar una batería interna.
Las radios alimentadas por generadores manuales no son nuevas, pero antes se consideraba que su mercado se limitaba a organizaciones militares o de emergencia. La moderna radio de reloj 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 la gente pobre de los 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 para 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 Freeplay Energy cambiaron a baterías desechables cargadas por generadores de manivela más baratos.
Al igual que otros equipos autoalimentados, las radios de cuerda estaban destinadas a campamentos , emergencias y áreas donde no hay red eléctrica y las baterías de repuesto son difíciles de conseguir, como en países en desarrollo o asentamientos remotos. También son útiles cuando la radio no se utiliza con regularidad y las baterías se deteriorarían, como en una casa o cabaña de vacaciones.
Las radios de cuerda diseñadas para uso de emergencia a menudo incluyen linternas , luces de emergencia parpadeantes 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 de pedal (o pedal inalámbrico ) era un transmisor-receptor de radio alimentado por un generador accionado por pedal. Fue desarrollado por el ingeniero e inventor del sur de Australia Alfred Traeger en 1929 como una forma de proporcionar comunicaciones por radio a granjas y estaciones ganaderas remotas en el interior de Australia . [12] No había red eléctrica ni generador disponible en ese momento y las baterías para proporcionar la energía requerida habrían sido demasiado caras. Fue un invento muy importante, [13] ya que fue esta tecnología la que permitió al Royal Flying Doctor Service , y más tarde a la Escuela del Aire , vincular a las personas que viven de forma remota con los servicios de emergencia y la educación. [14]
El movimiento de un cuerpo con respecto a otro cuerpo con el que está en contacto va acompañado de una fuerza de fricción.
Un gimnasio podría tener que esperar décadas para recuperar el dinero que gastó en convertir sus máquinas de ejercicio para generar electricidad.
El pedal Traeger representa un hito importante en la historia de la comunicación en Australia.
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