Información general y detallada para la construcción de un Sistema HHO para usarlo en vehículos con menos de 3 litros de cilindrada.
Presentación realizada por: Javier Espinosa
Interconexión de componentes del sistema HHO propuesto
Depósito de electrolito
Hidrogeno Pre-Filtrado hacia el burbujeador
Deposito de Burbujeo o filtro final
Entrada más alta que salida para mejorar flujo
Hidrogeno Filtrado hacia el motor
Válvula de vaciado
1 o 2 vueltas de manguera sirven para atrapar cualquier gota de liquido que pueda escapar del burbujeador por movimientos del coche
Hidrogeno más Electrolito hacia deposito de electrolito
+ -
Válvula de vaciado
Celda Seca de HHO Electrolito hacia la Celda HHO
Burbujeador de pecera (para hacer burbujas de hidrogeno mas pequeñas, lo que mejora filtraje en agua de restos indeseados de electrólisis)
Conceptos básicos:
Calor
Las celdas HHO generan Hidrogeno a partir de un proceso electro-químico llamado Electrólisis.
(-)
(+)
La Electrólisis se produce colocando 2 electrodos de distinta polaridad en un medio liquido, como el agua. Hay que anotar que el agua destilada no conduce la electricidad, así que se debe agregar alguna sustancia al agua que la haga conductora. A esa sustancia se la llama Electrolito. Cuando se aplica una diferencia de voltaje a los electrodos, circulará una corriente a través del liquido. Esa corriente, “energiza” las moléculas de agua (H2O) y en algunos casos, logrará “romperlas”, descomponiéndolas así en 2 moléculas Hidrogeno y una de Oxigeno. Este proceso también libera calor. A este conjunto de 2 electrodos conectados a una fuente de voltaje y sumergidos en un medio electrolítico, se le llama Celda Electrolítica.
H H
H
H
O
H
H
O
H O
H2O
H2O H2O
H O
H2O
H
H O
H2O
La cantidad de hidrogeno y oxigeno liberados, depende de la cantidad de corriente que circule por el liquido. Si los electrodos son por ejemplo, dos pedazos de alambre de cobre metidos en el agua, la corriente será menor que si son dos placas metálica.
(-)
(+)
(-)
(+)
( -12 Volts)
(-)
( +6V)
( +12 Volts)
(+)
Si colocamos una placa “neutra” en el medio las dos placas de los electrodos, se “cargará” eléctricamente a la mitad del voltaje aplicado. En este caso, como se aplican 12 Volts a los electrodos, la placa del medio queda a 6 Volts respecto al punto 0 Volts. Así que, la placa intermedia, se comporta como un electrodo adicional conectado a 6 Volts, aunque no esta conectado a la electricidad mediante un cable.
En la práctica se observa que si la diferencia entre dos placas consecutivas es menos de 1,8 Volts, la cantidad de Hidrogeno liberado es poca. Pero si es superior a 2,4 Volts, la cantidad de energía que se pierde en forma de calor, es mayor que la que se aprovecha en romper moléculas de agua. El calor, es en realidad energía desperdiciada.
( -12 Volts)
Calor Moderado
De forma que si una celda se va a alimentar con el voltaje disponible en un coche (12 a 13,5 volts) lo ideal es colocar 5 placas neutras entre las Placas de Electrodos. Así, entre pl aca y placa, el voltaje estará entre 2 y 2,25 Volts. Este conjunto de dos Placas de Electrodo y varias Placas Neutras en el medio, forman una Celda Electrolítica. Aunque técnicamente, hay una celda electrolítica entre cada par de placas. Este arreglo de 5 placas Neutras entre 2 Placas de Electrodo, produce el mejor balance de generación de Hidrogeno versus calentamiento. Cuando las placas están rodeadas totalmente por el electrolito, la celda se denomina “Celda Húmeda”
2V
4V
6V 8V
10V
( +12 Volts)
( -12 Volts)
( +12 Volts)
Pero las Celdas Húmedas tienen algo q ue las hace ineficientes. Se sabe que la electricidad siempre busca el camino mas corto para ir del polo positivo al negativo y que se le hace mas fácil saltar desde el borde de una placa a la siguiente, que hacerlo desde cualquier sitio de la superficie de la placa a la siguiente. Así que en una Celda Húmeda, el flujo de corriente se concentra en los bordes de las placas y por tanto, hay menos electrólisis en el resto de la superficie de la placa, lo cual hace que la generación de Hidrogeno en esa gran zona, también sea baja.
( -12 Volts) ( +12 Volts)
También se sabe que la eficiencia de la electrólisis se puede mejorar aún más si las placas se ponen lo mas juntas posibles, dejando suficiente espacio para que fluya el electrolito (1 a 2 mm de separación entre placas). Pero… Pero… ¿Cómo se puede lograr que las placas estén muy juntas y que además sus bordes no estén en contacto con el electrolito?
Juntas de Neopreno
La solución, son las llamadas Celdas Secas. Secas. En ellas, las placas no están están sumergidas en un recipiente con electrolito, sino que se colocan en forma de “sandwich” separadas por una junta comprimible y resistente al electrolito (por ejemplo Neopreno de 1,6 mm de grueso). Cuando se presiona el conjunto por los lados, se crea una camada de 1,5 mm de espesor entre cada par de placas. Ahora la corriente se ve obligada a saltar desde cualquier sitio de la superficie, pues no hay bordes desde los cuales hacerlo.
( -12 Volts)
Para presionar las Placas y las juntas de Neopreno, se agregan dos tapas por ejemplo de plástico grueso o plexiglás a los lados, y se perforan huecos en ellas para alinear los tornillos con que se presionará el conjunto.
( +12 Volts)
( -12 Volts)
( +12 Volts)
Para que el electrolito pueda circular libremente entre las placas, se agregan huecos en la parte baja de cada una de ellas, y para que el hidrogeno pueda fluir dentro de la celda y salir de ella, se agregan huecos en la parte alta de las pl acas. También se agregan huecos en las tapas de plexiglás para que entre el electrolito y salga el gas. Si se abren huecos para flujo de electrolito y de gas en las dos tapas de la celda, el flujo será mucho mejor que si los huecos se hacen solo en una de las tapas.
( -12 Volts)
Pero los huecos alineados para circulación del electrolito, generan nuevamente el problema de que una parte de la corriente, tenderá a saltar directamente desde los bordes del agujero de una placa, hasta los bordes del agujero de la placa siguiente, que está alineado justamente frente al hueco de la anterior.
( +12 Volts)
( -12 Volts)
( +12 Volts)
Para minimizar este efecto, los huecos de circulación de electrolito (parte inferior de las placas), no se perforan centrados, sino a un lado de las placas. Luego, al hacer el montaje, se voltean alternativamente las placas, de manera que los huecos de circulación de electrolito, queden uno a la derecha y el siguiente a la izquierda. Al alternarse la posición de los huecos de circulación de electrolito, la corriente tendrá que hacer un trayecto en S o Zigzag para saltar del borde de un hueco, al borde del siguiente hueco. (Para entender esto mejor, imagina que debes pasar un hilo a través de los huecos de flujo de electrolito, a todo lo largo de la celda. El resultado, visto desde arriba, será un camino en forma de Zigzag).
Posición alternada de los huecos de flujo de electrolito entre una placa y la siguiente
Así, se dificulta el salto de corriente entre los bordes de los huecos y se mejora la eficiencia electrolítica de la celda.
( -12 Volts)
( +12 Volts)
Para facilitar la conexión eléctrica de los electrodos, se cortan en ángulo todas las esquinas de las placas Neutras, y una de las esquinas de todas las placas de Electrodo. Así, a la hora de ensamblar la celda, además de los tornillos para presionar las placas, se colocan dos mas para conectar el voltaje apropiado a los electrodos que corresponda.
Tornillos para presionar las placas y las juntas. Solo se muestran 4 para simplificar el dibujo, pero debe haber al menos 2 por cada lado de la tapa (8 en total) para asegurar un a presión uniforme de la celda. Si son celdas de mas de 15 cm de lado, es mejor poner 3 tornillos por lado. Tornillos para conectar el voltaje a las Placas de Electrodo
Dado que el gas tiende a subir, se acumulará en la parte alta de las cámaras de la celda y buscará a salir por los huecos superiores de las tapas laterales. El gas acumulado en la parte alta de las cámaras, evitará que estas se llenen completamente de electrolito y dejará los orificios superiores por encima del nivel del liquido. Por otra parte, el electrolito tenderá a entrar y a fluir por los huecos inferiores debido a la gravedad y tratará de llenar hasta arriba todas las cámaras, pero la presión del gas acumulado arriba, hará que solo llegue hasta el nivel inferior de los huecos de gas hidrógeno. Para ayudar a que el flujo sea en la dirección deseada, el deposito de electrolito debe estar mas arriba que la celda HHO (10 o 15 cm es ideal).
Cada celda electrolítica, tiene una cierta capacidad de generación de litros de hidrogeno por minuto (l.p.m.) que depende como ya vimos del área de las placas, la corriente que circula entre ellas y el tipo de electrolito usado. Una celda como la mostrada antes, con 2 electrodos y 5 neutros, puede generar alrededor de 0,5 l.p.m. de hidrógeno. Placas de Electrodo conectadas a -12 Volts. Placas de Electrodo conectadas a +12 Volts.
Como regla general, para que se vean los efectos del hidrogeno en el consumo de combustible de un vehículo, se le debe suministrar 0,5 l.p.m. de hidrogeno, por cada litro de cilindrada del motor. Celda electrolítica 1
Si se necesita más de 0,5 l.p.m. de hidrógeno, se pueden poner varias celdas en un solo “sandwich”. “sandwich”. En la figura se muestra un acople de 3 celdas en un solo sandwich. Este arreglo comúnmente se denominará:
Celda electrolítica 2
Celda electrolítica 3
“Celda de HHO de 19 pl acas y 5 neutros por electrodo”.
Listado de partes para la construcción del Sistema de Generación de HHO para Vehículo con con menos de 3000 c.c.
Materiales para la Celda Seca de HHO: .- 15 Placas Neutras (Ver Detalle de Partes: Placas Neutras) .- 4 Placas de Electrodo (Ver Detalle de Partes: Placas de Electrodos) .- 20 Juntas (Ver Detalle de Partes: Juntas de Neopreno) (Se cortan con navaja “exacto”, de una piez a de 1 m² de Neopreno) .- 2 Tapas Plexiglás (Ver Detalle de Partes: Tapas de Plexiglás) .- 14 Tornillos acero (12 Presión + 2 Electrodos) de 0,5 x 8 cm, cabeza hexagonal. .- 38 Arandelas (24 Torn. Presión + 14 Torn. Electrodos) 1 cm con hueco 1/2 cm de diámetro .- 22 Tuercas (12 Torn. Presión + 10 Torn. Electrodos) .- 12 Forros plásticos para Tornillos Presión, 5 cm de largo c/u .- 2 Conectores eléctricos de tipo arandela para cable diámetro 2 ó 2,5 mm .- 4 acoples tipo codo para manguera, rosca macho 21 mm, reducción a 9 mm (para las salidas y entradas de la celda) .- 2 Acoples en Y para manguera 9 mm. (para unir las dos salidas y las dos entradas de la celda) .- 4 tramos de manguera de 9 mm x 15 cm de largo (unión de acoples entradas/salidas de celda con acoples en Y ) .- 2 tramos de manguera de 9 mm x 30 cm de largo (unión de acoples en Y con deposito de electrolito)
Materiales para interconexión y resto del sistema: .- Recipiente de plástico para Electrolito (2 litros, como los usados para agua de limpia parabrisas) .- Recipiente de plástico para burb ujeo (Puede hacerse con tubo PVC de 5 cm x 30 o 40 cm y Tapo nes) .- 2 válvulas plásticas (para vaciado de recipientes de electrolito y bu rbujeador) .- 5 Acoples plásticos para manguera, rosca macho 21 mm, redu cción a 9 mm (para entrada/salida electrolito y gas) .- 2 m de manguera transparente, 9 mm .- Piedra de Burbujeo de pecera (para mejorar eficiencia del burbujeador) .- 8 m de manguera de 9 mm resistente al calor (para llevar el hidrogeno filtrado hasta el motor, en caso de realizar montaje en maletero. Si se monta en la zona d el motor, bastará con 3 o 4 metros)
Detalle de Piezas: Empacadura o Junta de Neopreno 1/16” de espesor (1,6 mm aprox) Cantidad: 20 3 cm Para 3 celdas, con 5 neutros entre electrodos, se requieren 20 juntas.
3 cm
20 cm
18 cm
20 cm
1 cm Escala del dibujo 1a4
Detalle de Piezas: Placa Neutra de Acero inox. Tipo 316L 0,8 a 1 mm de espesor Cantidad: 15
Huecos de 1cm de diámetro para salida de gas
2 cm
10 cm
3 cm 1,7 cm
3 cm
Para 3 celdas, con 5 neutros entre electrodos, se requieren 15 Placas Neutras. Estas placas se pueden encargar en un taller metálico en piezas de 20 x 20 cm.
20 cm
Si en el taller es complicado o costoso hacer los cortes en ángulo de las esquinas superiores y las perforaciones, se pueden hacer en un taller casero con segueta eléctrica y un taladro de banco.
20 cm
Esta alternancia solo se hace imposible cuando se llega a una Placa de Electrodo. La alternancia reduce las pérdidas por fuga de corriente y se mejora eficiencia.
1,7 cm
Escala del dibujo 1a4
Nota: Al ensamblar la celda, las placas se colocan de forma que la siguiente tenga el hueco de flujo de electrolito al lado opuesto de la anterior.
4 cm
Hueco de 1cm de diámetro para circulación de electrolito.
Detalle de Piezas: Placa de Electrodo Acero inox. Tipo 316L 0,8 a 1 mm de espesor Cantidad: 4
Hueco de 0,5 cm para tornillos de conexión eléctrica.
10 cm
2 cm
1 cm
1 cm
1,7 cm Para 3 celdas, con 5 neutros entre electrodos, se requieren 4 Placas de Electrodo. Estas placas se pueden encargar en un taller metálico en piezas de 20 x 20 cm.
Nota: Al ensamblar la celda, las placas se colocan de forma que la siguiente tenga el hueco de flujo de electrolito al lado opuesto de la anterior.
Si en el taller es complicado o costoso hacer los cortes en ángulo de las esquinas superiores y las perforaciones, se pueden hacer en un taller casero con segueta eléctrica y un taladro de banco.
Esta alternancia solo se hace imposible cuando se llega a una Placa de Electrodo. La alternancia reduce las pérdidas por fuga de corriente y se mejora eficiencia.
1,7 cm
Escala del dibujo 1a4
4 cm
Detalle de Piezas: Tapas Laterales de Plexiglás transparente. 0,8 cm de espesor Cantidad: 2
22 cm Huecos para tornillos de tomas eléctricas 0,5 cm de diámetro.
2 cm
2 cm
4,5 cm
Huecos para Entrada/Salida de electrolito y gas. 2 cm de diámetro.
11 cm
Estos huecos deben tener 1 a 2 mm menos de diámetro que la rosca macho de los acoples tipo codo que se montaran en ellos, a fin de que la rosca hembra que hay a hacerles sea profunda.
22 cm
Si se hacen en ambas tapas, la celda es mas eficiente. Pero si se prefiere facilidad de montaje, hacerlos solo en una tapa.
4 cm 3 cm 1 cm
1 cm
0,5 cm 11 cm Escala del dibujo 1a4
Huecos para Tornillos Presión de la celda. 0,5 cm de diámetro. 12 en total.
2 Arandelas para compensar grosor de 1ª junta
Detalle de Ensamblaje de la Celda HHO T.E. : Paso de Tornillos de Conexión de Electrodos Solo tocan las placas de electrodos apropiadas como se muestra. 2 en total. T.P. : Paso de Tornillos para Presionar la celda Son 12 en total, 3 por cada lado de la celda. Solo se muestran 5 a manera de ejemplo.
Arandela y tuerca para hacer contacto con Placa de Electrodo Arandelas y tuercas para presionar Placa de Electrodo por ambos lados
Nota: La cabeza de todos los tornillos va al lado opuesto de l os terminales eléctricos. Terminales tipo Arandela para conexión eléctrica de -12V y +12V
Arandela y tuerca para fijar tornillo de Electrodo a tapa de plexiglás
T.E.
Esquina de Placa de electrodo
T.P. T.P.
T.E. T.P.
T.P. Arandela y tuerca para hacer contacto con Placa de Electrodo
T.P.
Esquina de Placa de electrodo
2 Arandelas para compensar grosor de 1ª junta Terminal eléctrico tipo arandela
Arandelas y tuercas para presionar Placa de Electrodo por ambos lados
