Poder humano - Human power

Um rádio híbrido de bateria / manivela da Philips .

O poder humano é o trabalho ou energia produzida a partir do corpo humano . Também pode se referir à potência (taxa de trabalho por tempo) de um ser humano. A energia vem principalmente dos músculos , mas o calor do corpo também é usado para realizar trabalhos como o aquecimento de abrigos , alimentos ou outros seres humanos.

Os recordes mundiais de desempenho de energia por humanos são de interesse para planejadores de trabalho e engenheiros de processo de trabalho . O nível médio de força humana que pode ser mantido por um certo período de tempo⁠ é interessante para engenheiros que planejam operações de trabalho na indústria.

O transporte com tração humana inclui bicicletas , remo , esqui e muitas outras formas de mobilidade.

Equipamentos movidos a energia humana são ocasionalmente usados ​​para gerar, e às vezes para armazenar, energia elétrica para uso onde nenhuma outra fonte de energia está disponível. Isso inclui o rádio de sobrevivência para meninas Gibson, rádio de corda ou (mecanismo de relógio) e rádio de pedal.

Potência disponível

O metabolismo humano normal produz calor a uma taxa metabólica basal de cerca de 80 watts .

Durante uma corrida de bicicleta , um ciclista de elite pode produzir cerca de 400 watts de potência mecânica em uma hora e, em rajadas curtas, mais do dobro disso - 1000 a 1100 watts; as bicicletas de corrida modernas têm mais de 95% de eficiência mecânica . Um adulto com boa forma física tem mais probabilidade de atingir uma média de 50 a 150 watts por hora de exercícios vigorosos. Em um turno de trabalho de 8 horas, um trabalhador manual médio, saudável, bem alimentado e motivado pode sustentar uma produção de cerca de 75 watts de potência . No entanto, o rendimento potencial da energia elétrica humana é diminuído pela ineficiência de qualquer dispositivo gerador, uma vez que todos os geradores reais incorrem em perdas consideráveis ​​durante o processo de conversão de energia .

Embora tenham sido feitas tentativas de encaixar geradores elétricos em equipamentos de ginástica, a energia coletada é de baixo valor se comparada ao custo do equipamento de conversão.

Transporte

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Diversas formas de transporte utilizam a força humana. Eles incluem bicicleta , cadeira de rodas , caminhada , skate , carrinho de mão , remo , esquis e riquixá . Alguns formulários podem utilizar mais de uma pessoa. A galera histórica foi impulsionada por homens livres ou cidadãos nos tempos antigos e por escravos capturados por piratas em tempos mais recentes. O MacCready Gossamer Condor foi a primeira aeronave de propulsão humana capaz de vôo controlado e sustentado, fazendo seu primeiro vôo em 1977. Em 2007, Jason Lewis da Expedição 360 se tornou a primeira pessoa a circunavegar o globo em latitudes não polares usando apenas a força humana - caminhar, andar de bicicleta e patins pelas massas de terra; e nadar, andar de caiaque, remar e usar um barco a pedal de 26 pés de comprimento para cruzar os oceanos.

Dispositivos e máquinas gerais

Roda dentada penal britânica

As esteiras , também chamadas de esteiras, são motores ou máquinas movidas por humanos. Eles podem se assemelhar a uma roda d'água na aparência e podem ser acionados por uma pás humana colocada em sua circunferência (esteira) ou por um ser humano dentro dela (esteira).

Alguns dispositivos usam energia humana. Ele pode usar diretamente a energia mecânica dos músculos ou um gerador pode converter a energia gerada pelo corpo em energia elétrica.

Uma lanterna elétrica mecanicamente . Este usa um gerador linear e é carregado agitando ao longo de seu eixo longo.

O equipamento movido a energia humana consiste principalmente em aparelhos elétricos que podem ser alimentados por eletricidade gerada pela força muscular humana como uma alternativa às fontes convencionais de eletricidade, como baterias primárias descartáveis e a rede elétrica . Esses dispositivos contêm geradores elétricos ou um sistema de indução para recarregar suas baterias . Geradores operados por manivela separados agora estão disponíveis para recarregar dispositivos eletrônicos portáteis alimentados por bateria, como telefones celulares . Outros, como lanternas acionadas mecanicamente , têm o gerador integrado ao dispositivo. Os relógios de pulso podem usar a força muscular para manter suas molas principais enroladas.

Uma alternativa às baterias recarregáveis ​​para armazenamento de eletricidade são os supercapacitores , agora usados ​​em alguns dispositivos, como a lanterna mecanicamente mostrada aqui. Dispositivos que armazenam a energia mecanicamente, em vez de eletricamente, incluem rádios de relógio com mola principal , que é acionada por uma manivela e ativa um gerador para alimentar o rádio.

Um dos primeiros exemplos de uso regular de equipamento elétrico movido a energia humana está nos primeiros sistemas telefônicos ; A corrente para tocar a campainha remota era fornecida por um assinante que acionava uma manivela do telefone, que girava um pequeno gerador de magneto . Dispositivos movidos a energia humana são úteis como equipamento de emergência, quando desastres naturais , guerra ou distúrbios civis tornam as fontes de alimentação normais indisponíveis. Eles também foram vistos como econômicos para uso em países pobres, onde as baterias podem ser caras e a eletricidade da rede elétrica não confiável ou indisponível. Eles também são uma alternativa ambientalmente preferível ao uso de baterias descartáveis, que são uma fonte de desperdício de energia e podem introduzir metais pesados no meio ambiente . A comunicação é uma aplicação comum para a quantidade relativamente pequena de energia elétrica que pode ser gerada por um humano girando um gerador.

Rádio movido a energia humana

Rádio de sobrevivência

Transmissor de rádio BC-778 "Gibson Girl".

O rádio de sobrevivência feminina Gibson da época da Segunda Guerra Mundial usava um gerador acionado manualmente para fornecer energia; isso evitava o desempenho não confiável das baterias de célula seca que podiam ser armazenadas por meses antes de serem necessárias, embora tivesse a desvantagem de que o sobrevivente tinha que estar apto o suficiente para girar a manivela. Os rádios de sobrevivência foram inventados e implantados por ambos os lados durante a guerra. Os transmissores de rádio de sobrevivência SCR-578 (e o similar do pós-guerra AN / CRT-3) transportados por aeronaves em operações sobre a água receberam o apelido de " Gibson Girl " devido ao seu formato de "ampulheta", o que permitiu que eles fossem segurados estacionário entre as pernas enquanto a manopla do gerador era girada.

Rádio militar

Soldados dos EUA durante a Segunda Guerra Mundial alimentando rádio usando gerador GN-45 com manivela

Durante a Segunda Guerra Mundial , as tropas americanas às vezes empregavam geradores de manivela GN-35 e GN-45 para alimentar os transmissores / receptores de rádio do Signal Corps . A manivela manual foi trabalhosa, mas gerou corrente suficiente para aparelhos de rádio menores, como SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 e SCR-694 .

Rádio Windup

O rádio de relógio Baygen original com manivela na posição de corda

Um rádio de corda ou rádio - relógio é um rádio que é alimentado pela força muscular humana, em vez de baterias ou rede elétrica. No arranjo mais comum, um gerador elétrico interno é movido por uma mola principal, que é enrolada por uma manivela na caixa. Girar a manivela enrola a mola e um enrolamento completo permitirá várias horas de operação. Alternativamente, o gerador pode carregar uma bateria interna.

Rádios alimentados por geradores manuais não são novos, mas seu mercado era visto anteriormente como limitado a organizações militares ou de emergência. O rádio com relógio moderno foi projetado e patenteado em 1991 pelo inventor britânico Trevor Baylis como uma resposta à crise do HIV / AIDS . Ele o imaginou como um rádio para uso por pessoas pobres em países em desenvolvimento sem acesso a baterias. Em 1994, o contador britânico Chris Staines e seu sócio sul-africano, Rory Stear, obtiveram a licença mundial da invenção e fundaram a Baygen Power Industries (agora Freeplay Energy Ltd), que produziu o primeiro modelo comercial. A chave para seu design, que não está mais em uso, foi o uso de uma mola de velocidade constante para armazenar a energia potencial . Depois que Baylis perdeu o controle de sua invenção quando Baygen se tornou o Freeplay, as unidades do Freeplay Energy mudaram para baterias descartáveis ​​carregadas por geradores manuais mais baratos.

Como outros equipamentos com alimentação própria, os rádios de corda foram projetados para acampamentos , emergências e para áreas onde não há rede elétrica e onde as baterias de reposição são difíceis de obter, como em países em desenvolvimento ou assentamentos remotos. Eles também são úteis quando o rádio não é usado regularmente e as baterias podem se deteriorar, como em uma casa de férias ou cabana.

Os rádios Windup projetados para uso em emergência geralmente incluem lanternas , luzes de emergência piscando e sirenes de emergência. Eles também podem incluir várias fontes alternativas de energia, como baterias descartáveis ​​ou recarregáveis , receptáculos de acendedor de cigarros e células solares .

Transmissor movido a pedal

Rádio de pedal sendo usado no farol da Ilha Solitária do Sul , para se comunicar com a estação de iluminação Norah Head , 1946

O pedal radio (ou pedal wireless ) era um rádio transmissor-receptor alimentado por um gerador acionado por pedal. Foi desenvolvido pelo engenheiro e inventor da Austrália do Sul Alfred Traeger em 1929 como uma forma de fornecer comunicações de rádio para propriedades remotas e estações de gado no interior australiano . Não havia energia elétrica ou gerador disponível na época e as baterias para fornecer a energia necessária seriam muito caras. Foi uma invenção muito importante, pois foi essa tecnologia que possibilitou o Royal Flying Doctor Service , e mais tarde a School of the Air , ligar pessoas que viviam remotamente a serviços de emergência e educação.

Veja também

Referências