Experimento sobre fuentes de energía: la turbina hidráulica

Trabajar las fuentes de energía en clase puede ser más enriquecedor si se plantean desde experimentos sencillos que faciliten al alumnado conceptos como la transferencia de energía y la generación de electricidad.

Uno de los experimentos que se pueden proponer es la construcción de una rueda que gire con el impulso del agua. De esta manera, podemos partir de un mecanismo que conocen a la perfección a uno directamente relacionado con las centrales hidroeléctricas: la turbina hidráulica.

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Trabajar las fuentes de energía en clase puede ser más enriquecedor si se plantean desde experimentos sencillos que faciliten al alumnado conceptos como la transferencia de energía y la generación de electricidad.

Uno de los experimentos que se pueden proponer es la construcción de una rueda que gire con el impulso del agua. De esta manera, podemos partir de un mecanismo que conocen a la perfección a uno directamente relacionado con las centrales hidroeléctricas: la turbina hidráulica.

¿Qué necesitamos para construir una turbina hidráulica?

Los objetos que necesitaremos para diseñar nuestra rueda hidráulica son cotidianos:

• 1 CD o DVD
• 8 cucharillas de postre de plástico
• 5 pajitas
• 1 tetra brik
• 1 rotulador permanente
• 1 regla
• Pegamento fuerte
• Cinta adhesiva
• Tijeras

¿Cómo se construye la turbina hidráulica?

En primer lugar, cogeremos el CD y dibujaremos 4 líneas que se crucen en el centro, con ayuda de la regla. Es muy importante que la distancia entre las líneas sea la misma.

Después, y con ayuda del profesorado, pegaremos las cucharillas sobre las líneas dibujadas, todas colocadas de lado y hacia la misma dirección. Para ello, nos podemos ayudar de un objeto plano para que el CD esté elevado y las cucharillas tengan espacio. Una vez lo hagamos, habrá que esperar para dejar secar el pegamento.

Ahora necesitaremos construir el eje de nuestra turbina, con ayuda de las pajitas. Mediante cinta adhesiva las uniremos, comprobando que juntas caben por el centro del CD, y que éste a su vez gire cuando movemos las pajitas. Ya tenemos el eje de nuestra rueda.

Para construir el soporte de nuestra turbina, limpiaremos con agua el tetra brik, y recortaremos la parte superior, así como los dos laterales más anchos. En los dos laterales restantes, recortaremos dos semicírculos del tamaño de las pajitas, ya que será donde se apoyen.

 ¿Cómo funciona la turbina?

Ya sólo queda apoyar las pajitas en las muescas que hemos recortado del tetra brik y llenar de agua la base para que pese un poco. Finalmente, colocaremos la rueda debajo de un grifo, de tal manera que el agua caiga sobre las cucharillas.

Iremos abriendo poco a poco el grifo, observando como el agua cae e impacta en las cucharillas, haciendo girar la rueda a medida que cae más agua. No sólo eso, sino que las pajitas también se mueven: nuestra turbina ha transformado la energía que contenía el agua (cinética y potencial) en rotación de un eje, que en la vida real se puede transmitir a otros mecanismos, como:

• Un generador de electricidad, que transforma la rotación en electricidad.
• Un sistema de engranajes, para moler materiales.
• Un batán, para tratar tejidos.
• Una sierra mecánica, para el aserrado de madera.

El agua es una de las fuentes de energía más utilizadas a lo largo de la historia y, gracias a este sencillo experimento, la clase puede representar de una manera fidedigna el funcionamiento real de las turbinas hidráulicas.