Un contrapeso de peso variable es un contrapeso cuyo peso disminuye a medida que baja y aumenta a medida que asciende. Ha sido expresamente creado con el objetivo de contrapesar un peso que disminuye cuando asciende y aumenta cuando baja. Específicamente ha sido inventado con el objetivo de levantar una cubeta que contiene agua (o cualquier otro fluido) de modo tal que cumpliendo el principio de vasos comunicantes se eleve el nivel en otra cubeta en posición fija que comunica con ella y luego que esto se haya hecho descienda y retorne a su posición original y consecuentemente en la otra cubeta en posición fija el nivel regrese también a su posición anterior. Claro está, que cuando la cubeta asciende, una parte del líquido que contiene es trasvasado hacia la cubeta en posición fija lo que ocasiona una reducción de peso en la cubeta que asciende.
El contrapeso de peso variable tiene un objetivo específico y su carrera, esto es la distancia que recorre corresponde a la distancia necesaria que debe ascender la cubeta móvil para elevar el nivel a la altura requerida en la cubeta fija, ésto es, conocida la distancia y conocido el peso porqué conocemos el volumen de líquido que requiere la cubeta fija para lograr el nivel deseado podemos disponer la construcción del contrapeso de peso variable, que consta de los siguientes elementos:
1.- PESO SECO: (dry weight) o peso duro, es la porción sólida del contrapeso y corresponde al peso mínimo que alcanza la cubeta móvil cuando asciende a la posición requerida. Para el ejemplo y que corresponde a los dibujos a continuación la cubeta móvil asciende 25 centímetros y pierde un peso de 31.5 kilos, esto es, cede a la cubeta fija 31.5 litros de líquido, por lo tanto el peso seco es el peso total de la cubeta móvil menos 31.5 kilos.
2.- PESO HUMEDO: (wet weight) o peso líquido, es la porción líquida del contrapeso y corresponde al peso que pierde la cubeta móvil cuando asciende, para el caso del ejemplo es de 31.5 kilos y si el líquido es agua corresponde a un volumen de 31.5 litros. el peso húmedo se sumerge totalmente cuando acaba la carrera del contrapeso, esto es, su forma es cilíndrica y en su interior se encuentran contenidos 31.5 litros de agua en una altura de 25 centímetros, que corresponde exactamente a la carrera del contrapeso. Si el material que contiene el líquido es muy denso, su peso deberá ser descontado del peso seco.
3.- CUBETA DE INMERSION: (inmersion bucket) Es una cubeta situada exactamente por debajo del peso húmedo y contiene agua, de modo tal que apenas inicia la carrera el contrapeso, el peso húmedo se sumerge en la cubeta. Esta cubeta de inmersión necesariamente tiene más altura que el peso húmedo para posibilitar que éste se sumerja totalmente.
Funcionamiento.- En el momento cero o previo al inicio. En un extremo se halla la cubeta móvil con un peso total de P. Este peso total "P" es el peso del contrapeso que es la suma del peso seco más el peso húmedo. Cuando el contrapeso desciende (por acción manual de manivela o motor, ya sea que accione un piñón o jale o empuje el sistema) inmediatamente sube la cubeta móvil y cede una porción de líquido a la cubeta fija lo que se traduce en una reducción de peso y también sucede que una porción del peso húmedo se ha sumergido y el contrapeso reducido iguala al peso reducido de la cubeta móvil y el proceso continúa hasta el final, luego (después del tiempo requerido por la cubeta fija) se produce lo inverso ya sea que el contrapeso ascienda o la cubeta móvil descienda (por acción externa, de manivela o motor) sube de nivel el líquido en su interior y en consecuencia aumenta de peso, también sube el contrapeso y el peso húmedo asciende igualando el peso aumentado y así hasta el final.
El primer dibujo muestra los componentes antes de iniciarse el proceso, puede verse que el peso húmedo se encuentra exactamente encima del nivel de agua y la cubeta móvil llena totalmente de liquido, también se muestra que la altura del peso húmedo es de 25 centímetros o la carrera del contrapeso.
El segundo dibujo muestra a la cubeta móvil que se ha desplazado hacia arriba y en consecuencia ha cedido un volumen de 31.5 litros que corresponde también al volumen del peso húmedo que ahora se encuentra totalmente sumergido y el peso seco está exactamente sobre el nivel del agua, nótese también que el nivel en la cubeta de inmersión ha subido (el peso húmedo puede estar más alejado del peso seco) Aquí se aprecia claramente que el sistema iguala los pesos, ambos extremos de la palanca han perdido 31.5 kilos.
¿Y para qué sirve todo esto ? En primer lugar este contrapeso de peso variable permite que se levante la cubeta con un mínimo de esfuerzo y en segundo lugar, que retorne a su posición original también con un mínimo de esfuerzo, porqué el sistema siempre está en equilibrio y sólo se mueve por la aplicación de una mínima fuerza. Luego que esto ha sido posible, la cubeta fija que no aparece en los dibujos y que en realidad corresponde al MOTOR DE EMPUJE NKN recibe un volumen de 31.5 litros de líquido que a su vez elevan un flotador cuyo volumen es de 100 litros y desarrolla una fuerza de empuje de 100 kilogramos que levanta un peso equivalente cinco centímetros.
Jorge Egúsquiza Loayza
En Lima - Perú a 14 de enero de 2014
jorge_egusquiza@hotmail.com
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