Cuando miro alrededor de mi taller de motocicletas, las herramientas neumáticas están por todas partes. Desde herramientas manuales como pistolas de impacto, lijadoras, tijeras, sierras y amoladoras hasta equipos grandes que incluyen una cabina de chorreado de arena y una máquina de neumáticos; el aire es una parte vital para realizar una amplia variedad de tareas.
El compresor de aire que he estado utilizando desde la década de 1990 utiliza un motor eléctrico de 220V y 7hp para hacer girar una bomba de aire de dos etapas a 800 rpm, que llena el tanque de 80 galones a 150 psi en unos cinco minutos. Ha sido una máquina muy confiable, hasta el punto en que casi nunca pienso en ella. Solo cuando hay un corte de energía me doy cuenta de cuánto dependo de un suministro constante de aire comprimido.
En un mundo en constante cambio donde la energía económica y confiable en el futuro ya no es una garantía, me propuse construir un sistema para llenar mis tanques de aire sin el uso de electricidad o combustible. Mi diseño estaría libre de electrónica de cualquier tipo, y con un mantenimiento mínimo, los componentes deberían durar toda la vida. Quería usar la mayor cantidad posible de piezas de segunda mano, en un esfuerzo por reducir costos e inspirar el reciclaje y la reutilización.
Componentes
El primer paso fue encontrar un tanque de aire. Encontré un compresor de aire Ingersoll Rand de 80 galones que fue fabricado en 1952. Quité la bomba de aire y el motor eléctrico. La bomba de aire original fue reemplazada por una nueva unidad Speedaire que está calificada para 115 psi y normalmente requiere un motor de ½hp para hacerla funcionar. La bomba está montada en la parte superior del tanque de aire con una placa de acero que se atornilla a la placa del motor original.
En el lugar del motor eléctrico, instalé un eje de acero sólido en rodamientos de almohada auto-centrantes. Este eje sostiene tres poleas de compresor de 20kg utilizadas como volantes para suavizar el funcionamiento. Estas poleas tienen un orificio de 1 ⅜” y tienen un diámetro de 16”. Una sola correa en V de la serie 4L conecta el eje del volante con la bomba de aire.
Lo siguiente en la agenda fue encontrar una fuente de energía humana para hacer girar los volantes. Encontré una bicicleta de ejercicios Schwinn de la década de 1970 que estaba muy bien construida con casi todos los componentes de acero. La desmonté hasta dejar solo lo esencial e instalé un buje de bicicleta interno de ocho velocidades Sturmey Archer en lugar de la rueda de radios original. Este buje tiene un rango de relaciones de 1:1 a 3.25:1, y los cambios de marcha se realizan utilizando un interruptor selector en el manillar.
Para manejar la fuerza de pedaleo intenso, el conjunto del pedalier se reemplazó con brazos de biela de aleación de Cr-Mo tubular, rodamientos sellados y pedales de plataforma de una bicicleta de carreras BMX. Los manillares y la potencia se reemplazaron con componentes de Cr-Mo para minimizar la flexión durante el uso intensivo, y se utilizan cadenas de bicicleta de la más alta resistencia de 1/8” para garantizar la fiabilidad.
En este punto, la bicicleta y el tanque de aire se alinearon entre sí y se montaron en marcos de madera tratada de 6”x6” en la posición correcta. El piñón de salida de la bicicleta está conectado por otra cadena a un piñón similar en el extremo del eje del volante, y el sistema de transmisión está completo.
Para gestionar el flujo de aire, incorporé un sistema de dos etapas. Un tanque de 10 galones y el tanque de 80 galones están valvulados por separado para que pueda llenar cada uno de forma independiente, ambos juntos o transferir aire de un tanque a otro. Se utilizan manómetros en cada tanque para monitorear las presiones. Cuando el tanque grande se llena inicialmente, lo llevo hasta 50 psi alimentándolo directamente desde la bomba de aire. En ese punto, comienzo a llenar el tanque pequeño por sí solo hasta 100 psi y luego lo vuelco en el tanque grande.
Transmisión de ocho velocidades
La transmisión de ocho velocidades ayuda considerablemente durante el proceso de llenado. Cuando la presión del tanque es baja, la bicicleta se puede pedalear en las marchas más altas. Cuando la presión llega al rango de 70-100 psi, se utilizan las marchas más bajas para superar la resistencia de la bomba de aire.
El proceso de llenado de los tanques vacíos hasta 100 psi requiere de 5 a 10 sesiones de pedaleo por día durante aproximadamente una semana. Cuando estoy ocupado en el taller, subirme a la bicicleta durante un rato es en realidad una buena manera de despejar la mente y en clima frío me calienta y activa mi circulación sanguínea. Puedo poner la bicicleta en marcha baja y pedalear mientras uso mi teléfono o escucho música.
Tener que pedalear para crear el aire comprimido realmente me hace concentrarme en no desperdiciar aire al usar herramientas. También es crucial asegurarse de que no haya fugas sellando todas las conexiones adecuadamente.
Las partes de esta máquina que son más susceptibles al desgaste son las juntas de la bomba de aire, la correa de transmisión y las cadenas, los piñones y la manguera de goma única. Mantengo repuestos de estos elementos a mano para garantizar un funcionamiento sin problemas durante años. Cualquier mantenimiento o reparación se puede realizar con herramientas básicas de mano, y todas las piezas son reparables y reconstruibles.
Un beneficio adicional de usar aire comprimido para energía es el bajo costo de las herramientas neumáticas. La tendencia actual apunta hacia un equipo más alimentado por batería, por lo que las personas están vendiendo sus herramientas neumáticas “anticuadas”. Hay muchos compresores de aire usados en venta que tienen motores o bombas defectuosas, y por lo tanto son bastante económicos. También hay un buen suministro de bicicletas estacionarias usadas; probablemente debido a que las personas las compran con la intención de comenzar un programa de ejercicios pero no siguen adelante con los planes. La próxima modificación será agregar otro tanque de 80 galones para aumentar la capacidad de almacenamiento.
En resumen, los principales beneficios del compresor de aire accionado por bicicleta son: no se necesita energía externa, se puede operar en áreas remotas en cualquier momento, está construido principalmente con componentes reciclados que son fácilmente reconstruibles y no cuesta nada de usar. Los beneficios adicionales son numerosos, y cada vez se descubren más efectos positivos a medida que uso esta máquina. En el núcleo de los resultados se encuentran un cuerpo sano por el pedaleo y una mente sana por pensar de manera innovadora.
Especificaciones:
- Tanque de aire principal: 80 galones horizontal, Ingersoll Rand
- Tanque de llenado: 10 galones, 125 psi, SnapOn
- Bomba de aire: Monofásica, 1hp máximo, 115 psi, Speedaire 40KH94
- Bicicleta estática: Schwinn Exerciser
- Transmisión: Cubo de engranajes internos de 8 velocidades, Sturmey Archer S80 XRK8
- Volantes de inercia: Hierro fundido, diámetro de 16”, orificio de 1 ⅜”
- Rodamientos: P207 sellados, autocentrantes, de pie sólido
- Correa: Correa en V de la serie 4L
- Cadenas: 1/2x1/8 KMC Z1EHX Wide
- Válvulas: Válvulas de bola de ½” NPT, de latón
- Filtro de aire: Filtro K&N tipo pod, de tela y malla de acero
Video
Observa cómo funciona el compresor de aire accionado por pedal en este video.