Cámara de niebla – detector de rayos cósmicos y otras partículas

[juanfilas]

Como andan todos, desde que vi por primera vez una cámara de niebla cuando era chico en un video de TV Quality quede sumamente impresionado e hipnotizado por la misma, no podía creer que de forma indirecta se pudieran ver partículas elementales. Hoy 30 años después finalmente encontré el tiempo y ganas para fabricar una, pero no cualquiera, hacerla con hielo seco es bastante fácil ya que sublima a -80° pero, es una fiaca depender del mismo y además, ¡¿Dónde está el desafío?! jaja, para complicarla un poco y hacer el proyecto más interesante (y poder prenderla cuando quiera), la voy a hacer con electrónica, usando mucha disipación de calor, celdas peltier apiladas y un área mas chica de las típicas cámaras que vemos en YouTube con hielo seco. Hay que llegar para que funcione "mas o menos" a -20/-25° pero para que funcione bien con buen contraste unos -35°/40°.

 

En este post voy a ir poniendo todos los avances y diseño por si alguien también la quiere armar.

 

La lista de materiales son:

 

Disipador de 300w para el lado caliente

Placa de aluminio macizo de 100x100x8mm para el lado frio

Dos celdas peltier TEC12708 de 90w cada una, vamos a ver si alcanza, tal vez la que extrae el calor de la otra tenga que poner algo mas power, por ahora voy a probar la caliente al 100% y la fría al 20-30%.

Goma eva para aislar todo el lado frio

Pecerita de vidrio de 10x10x17cm

Alcohol isopropílico del 99% o mas de pureza

Fuente DC-DC de 10A para regular la 2da celda peltier

Fuente de por lo menos 250w para todo el conjunto

Termómetro

Fieltro

Grasa siliconada

 

Por ahora solo me llego el alcohol, la grasa y la placa de aluminio que ya mecanicé colocando cuatro tornillos por donde pasan los elásticos que presionan ambos disipadores contra los peltiers y empecé a aislar:

 

 

Espero les guste el proyecto, y espero funcione! jaja

 

Saludos

 

Juan

[GPeruzzo]

Hola @juanfilas

que capooooooo!!!!!!!!!!

Excelente propuesta. Éxitos en este trabajo, y espero ir viendo los avances. 

Muchas gracias por compartir.

Saludos

 

Gabriel

[guille25]

Hola, es una muy buena idea usar celdas peltier ....yo utilizó la de toda la vida con hielo seco como recurso didactico en las escuelas pero siempre  es una complicacion, funciona pero es poco practica. Hacer una asi me solucionaria la vida. Es super interesante porque no solo podes ver particulas, sino clasificarlas de acuerdo a la estela que dejan en el medio
Otra cosita que te sugiero que pruebes , es arrimarle un material radiactivo, no hace falta asaltar la cnea....si conseguis un viejo detector de humo ya lo tenes....
por favor comparti cuando la termines me interesaria armar una tambien, gracias

[juanfilas]

hace 7 horas, GPeruzzo dijo:

Hola @juanfilas

que capooooooo!!!!!!!!!!

Excelente propuesta. Éxitos en este trabajo, y espero ir viendo los avances. 

Muchas gracias por compartir.

Saludos

 

Gabriel

 

gracias Gabriel! espero funcione!

 

hace 3 horas, guille25 dijo:

Hola, es una muy buena idea usar celdas peltier ....yo utilizó la de toda la vida con hielo seco como recurso didactico en las escuelas pero siempre  es una complicacion, funciona pero es poco practica. Hacer una asi me solucionaria la vida. Es super interesante porque no solo podes ver particulas, sino clasificarlas de acuerdo a la estela que dejan en el medio
Otra cosita que te sugiero que pruebes , es arrimarle un material radiactivo, no hace falta asaltar la cnea....si conseguis un viejo detector de humo ya lo tenes....
por favor comparti cuando la termines me interesaria armar una tambien, gracias

 

Gracias Guille, quedate tranquilo que voy a publicar todo los avances y como armarla (eso si, hay que ver si funciona!! jeje) que buena onda que la muestres en la escuela, le debe abrir la mente a mas de uno! 

 

Sobre el material radioactivo, sii, estoy buscando, pero cuesta encontrar, si algún forero tiene es bienvenido! 

 

Les paso mas avances:

 

Ya tengo el alcohol isopropilico:

 

 

El disipador del lado caliente:

 

 

 Y la pecera de vidrio, ya presentado en su lugar:

 

 

Ahora armando la iluminación que es bastante crítica para tener buen contraste, va a ser una especie de linternita led ancha colimada que ilumina solo una franja de la cámara.

[Mariscal]

Hola amigos.
Una consulta: No veo las imágenes de este post (que me interesa) y noto que en otros mensajes me pasa lo mismo. Qué podrá ser?
Pongo una captura de pantalla con el problema.

Gracias

Edit: Probé con otros navegadores y en la app y tampoco los veo. 

Editado 14 Marzo por Mariscal

[Godiex]

hace 1 hora, Mariscal dijo:

Hola amigos.
Una consulta: No veo las imágenes de este post (que me interesa) y noto que en otros mensajes me pasa lo mismo. Qué podrá ser?
Pongo una captura de pantalla con el problema.

Gracias

Edit: Probé con otros navegadores y en la app y tampoco los veo. 

 
algo pasó, se perdieron comentarios e imagenes de los ultimos dos días...

[juanfilas]

Hola, calculo lo van a solucionar en breve, sino subiré de nuevo las fotos. 

 

Por ahora esperando las peltiers, la cámara esta lista (subo foto para ver si funciona)

 

 

[juanfilas]

Ayer llegaron los Peltiers, son falsos como muchas cosas que venden en arg y no enfrían tanto, con la cámara como estaba llegue a - 8° c y tengo que llegar a por lo menos - 20 con lo cual hice varios cambios, mejor aislación y voy a probar metiendo el disipador en agua con mucho hielo. Los Peltiers son 12715 y 12708, el 708 está más o menos dentro de los parámetros, el 715 no llega a 70w y debería llegar a 135...

 

[juanfilas]

Los Peltiers :

[GPeruzzo]

Juan, podes probar colocándole un ventilador al disipador para "sacarle el calor". Sabes que simplemente con que el aire fluya por las aletas del disipador baja muchísimo la temperatura. 

Saludos 

[juanfilas]

hace 7 horas, GPeruzzo dijo:

Juan, podes probar colocándole un ventilador al disipador para "sacarle el calor". Sabes que simplemente con que el aire fluya por las aletas del disipador baja muchísimo la temperatura. 

Saludos 

Hola Gabriel, puse  un secador de pelo sin calor!!! Más aire que ese imposible, en ese área de disipacion es complicado bajar, hoy con las celdas en paralelo y con agua + hielo logre - 17 por una hora o más, pero sigue siendo insuficiente. Voy a sumar dos peltiers más, el lado caliente lo tengo controlado, el quilombo es el lado frio

[diego19771]

Ponele sal ( cloruro de sodio) al hielo, eso hace bajar a -18 °C, sin nada externo, la sal es extremadamente soluble en agua y es una unión ionica tan fuerte que le saca energía al hielo para disolverse, es un truco que se usa mucho para enfriar bebidas en grandes juntadas, yo lo hice en laboratorio y llegamos a medir -18°C, sin nada externo!!!!

[condorcrux]

Excelente iniciativa Juan! Como dije en el mensaje que se perdió, lo agrego a mi lista de algún día lo hago

 

Saludos

[juanfilas]

Como andan, aca puteand*** los componentes electrónicos que venden en arg. todo trucho.

 

Compre un Peltier 12715 de supuestamente 135w y un 12708 de supuestamente 90w, ambos miden 35w a 12v, un desastre, osea son el mismo peltier con dos etiquetas distintas que no cumple ni 1/3 de la potencia del menor...

Así  jamás iba a llegar a -25 grados, si estoy disipando solo 70w... 

 

Busque por todos lados y solo hay de estos truchos "TEC1", compre dos mas de supuestamente 166w en otra tienda, lo mas probable es que sean también de 35w...

 

Editado 18 Marzo por juanfilas

[juanfilas]

Por acá sigo esperando los nuevos peltiers, lo que si hice ayer es mejorar el sello entre la pecerita de vidrio y el bloque de Aluminio, sacando la goma eva y haciendo una junta de silicona poniendo aceite en el aluminio para que no se pegue. mas tarde subo fotos

[juanfilas]

como andan todos, ayer llegaron los dos peltiers nuevos 12718, suponia que iban a ser de 30-35w como los otros pero para mi sorpresa, si bien son re truchos y no son de 166w como cita el datasheet, son de 87w! con lo cual, ahora tengo potencia de sobra, que para mi sorpresa, no es todo potencia ya que no podia disipar bien el calor generado de esta forma. 

Puse los dos peltiers de 87w en serie electricamente para que cada uno tenga 6v y trabaje a 23w cada uno, y apilados arriba de estos los viejos trabajando a 10w cada uno, con esto, llegue a esta temperatura de forma estable:

 

 

con lo cual, ya estoy en rango de ver niebla si sello todo bien y si el alcohol que compre es realmente isopropilico (ahora en arg desconfio de todo jaja)

 

Un tema aparte fue la altura de cada peltier, que son todos distintos, con lo cual, quedaban luces al apilarlos que dañan el flujo de calor, buscando la mejor combinación y un poco de papel de aluminio quedo mas o menos bien, calculo que si fueran perfectamente iguales todos, llegaría a -30 tranquilamente.

 

En fin, en un rato arranco la prueba con alcohol y sellando la cámara, cruzo los dedos 

[GPeruzzo]

Excelente @juanfilas

a la dificultad del proyecto desde lo técnico, tenés que sumarle las complicaciones de los productos......

Exitos.

[juanfilas]

Funciona! en breve videos!!!

[juanfilas]

Les paso el 1er video grabado con una mínima calidad, espero les guste! Segundo 16 se ve una particula alfa super power! 

 

 

Acá como quedo el invento:

 

 

 

[RodyG]

Muuuy Bueno !!!!!!! Felicitaciones

 

Rody

[sfellero]

Excelente, está espectacular!!!!

[juanfilas]

hace 1 hora, RodyG dijo:

Muuuy Bueno !!!!!!! Felicitaciones

 

Rody

 

hace 57 minutos, sfellero dijo:

Excelente, está espectacular!!!!

 

Gracias!

 

Algunas consideraciones por si alguien quiere armar una.

 

La placa fría debe estar muy bien aislada excepto en la parte superior que es el piso de la cámara, a mejor aislación, mas fácil llegar a bajas temperaturas.

 

No es todo potencia, finalmente use dos peltiers contra el disipador trabajando a solo 20w cada uno y sobre estos dos trabajando a 10w cada uno, si bien es exactamente la misma potencia que use con solo dos peltiers, al apilarlos mejora la transferencia de calor. Alrededor de los peltiers y entre la placa y el disipador de calor puse mucha goma eva para aislar mas. 

 

Usar grasa siliconada siempre, pero no excederse con la misma.

 

A partir de unos 18-19 grados bajo cero, empieza a caer la lluvia de niebla a medida que bajemos mas la temperatura hay mas y mas niebla que mejora el contraste, pero a -18 ya funciona. 

 

Llegando a unos -25° o mas (en el último experimento medí la temp afuera de la cámara en el lateral del bloque de aluminio, dentro de la cámara debería ser inferior me imagino) hubo una especie de cambio de fase y se evaporó todo el alcohol líquido que estaba en el fondo, mejorando mucho el contraste al quedar mate el fondo, si bien funciona con ese alcohol en el piso, el mismo brilla y complica ver o filmar sin reflejos.

 

Es fundamental el sellado, la 1ra vez que llegue a -27° no estaba bien sellado y no se generó niebla. Yo selle con silicona y quedo tan bien sellado que ya la use 3 veces sin tener que abrirla para poner alcohol, golazo.

 

El disipador lo pongo en una fuente con agua, sal y hielo, con esto el agua estaba a unos 2 grados y el disipador a unos 5-7°, el delta T que tengo es de unos 35° en un área de 10x10cm, bastante bien. 

 

 

Con todo ese hielo que ven puede estar funcionando unas dos horas. 

[Dieguito]

Que emoción!!

Ahí ya te pasaron el dato del detector de humo (americio?)

Las viejas camisas de sol de noche (torio) y los electrodos rojos ( tungsteno/torio). Uf, deben haber muchísimas cosas domestico/radioactivas

[hugobersano]

Muy bueno, un lindo trabajo, vale el esfuerzo, bien documentado.

[juanfilas]

hace 18 horas, Dieguito dijo:

Que emoción!!

Ahí ya te pasaron el dato del detector de humo (americio?)

Las viejas camisas de sol de noche (torio) y los electrodos rojos ( tungsteno/torio). Uf, deben haber muchísimas cosas domestico/radioactivas

Gracias Dieguito, si me dijeron de los detectores de humo, tengo que ver si consigo. Las camisas son las que brillaban con gas?

 

hace 18 horas, hugobersano dijo:

Muy bueno, un lindo trabajo, vale el esfuerzo, bien documentado.

Gracias Hugo