Planificación

Ahora que analizamos bien los objetivos del proyecto, y que decidimos el proyecto a abarcar, debemos definir un plan de construcción y diseño. Lo principal para nosotros es poder trabajar como un grupo, y no como individuos, ya que queremos involucrar las ideas de todos por igual y poder potenciarnos y apoyarnos entre amigos.
Debido a los nuevos plazos exigidos, tuvimos que reconsiderar la estructura de nuestra antigua carta Gantt, la que nos permitirá ordenar nuestros tiempos de construcción. Es de esta forma cómo llegamos a la siguiente planificación

Queremos organizarnos de tal manera que trabajemos juntos y complementemos nuestras capacidades. No obstante asignaremos ciertos cargos para poder mantener un equipo de trabajo íntegro. Por un lado Michele va a ser la principal encargada de mantener la web actualizada, con los trabajos que se vayan realizando. Viviana y Vicente se van a encargar de la constante investigación y optimización de nuestro diseño. Sebastián será responsable de mantener nuestro presupuesto estable y no sobrepasar el límite de costos. Finalmente Alix estará a cargo de coordinar la planificación del trabajo y mantener un orden de diseño. Aún cuando tengamos trabajos asignados pretendemos aportar en todo lo que podamos. Para la parte principal, la construcción del dispositivo participaremos todos e intentaremos no delegar tareas mayores.

Como va el dispositivo

El desarrollo de nuestro dispositivo, se encuentra muy avanzado hasta el día de hoy. Luego de conseguir y comprar los vidrios al menos costo posible, logramos conseguir la silicona líquida más resistente para vidrios, por lo que el proceso final de pegado, se llevó a cabo hoy. Con un par de horas para que el vidrio quede firme, y sin espacios, deberíamos estar en condiciones de presentarlo para simular el maremoto.
Por otro lado, ya se consiguió el resto de materiales adicionales como legos para hacer la ciudad y el relleno bajo esta. Durante el fin de semana (y el resto de la semana) se propone ensayar el prototipo y poder mejorar y solucionar los problemas prácticos que encontremos en el camino.

Costos del Proyecto

Ahora que sabemos como será el modelo de nuestro proyecto, debemos ver si su costo se mantiene dentro de los límites que establecimos previamente. Por ello, veremos los costos de cada uno de los materiales que debemos usar en la construcción.

El material fundamental de nuestro diseño es el vidrio. El costo total de nuestro dispositivo se basa en el costo del vidrio. El resto de los materiales que usaremos son tierra y agua. Ninguno de ellos representa un problema de costo, ya que son materiales que podremos suplir de otra forma, por ejemplo de la casa de algún integrante del grupo. Por lo tanto, el único que involucra un costo es el vidrio. Debemos usar grandes placas de vidrios con distintas medidas, por lo que su costo podría salirse de lo previsto.

En el mercado, podemos encontrar distintos precios por metro cuadrado de vidrio, dependiendo de su calidad. Nosotros usaremos vidrio transparente, es decir, el vidrio más común. Para calcular el costo total del dispositivo, debemos ver cuantos metros cuadrados de vidrio usaremos.

Para la base, usaremos una placa de 25 cms x 150 cms. Para el costado, usaremos 2 placas de 50 cms x 25 cms y 2 planchas de 150 cms x 50 cms. Finalmente, necesitamos la placa que va dentro del armazón, que es de 56 cms x 25 cms, y una placa más que representa la “base” de la ciudad, que es de 25 cms x 25 cms. Con todas estas medidas, podemos ver que la cantidad de metros cuadrados que compraremos, obviamente optimizando el corte del vidrio, para aprovecharlo por completo es de 2,5 metros cuadrados.

Como vemos, necesitamos 2,5 metros cuadrados, por lo que su costo total es de 12.000 pesos.

También debemos considerar el material que unirá nuestras placas de vidrio, es decir, la silicona líquida. El costo de dicha silicona es de 3.000 pesos.

El total final de costo es de 15.000 pesos, precio que se encuentra dentro del presupuesto que teníamos, por lo que podemos continuar a armar el dispositivo.

Construcción del Proyecto

La construcción de nuestro proyecto requerirá de ciertos materiales, los cuales hemos determinado como grupo, y procedemos a detallara continuación:

- 2 trozos de vidrio rectangulares de 150 x 51 cms (1)
- 2 trozos de vidrio rectangulares de 50 x 25 cms (2)
- 1 trozo de vidrio rectangular de 25 x 150 cms (3)
- 1 trozo de vidrio rectangular de 56 x 25 cms (4)
- Silicona (5)
- Placa plástica cuadrada de 25 x 25 cms (6)
- Soportes (7)
- Material diverso para recrear una ciudad, este puede ser “legos”, cartón u otro material factible para aquello (8)
- Cuerda (9)

Primero fabricaremos una caja de vidrio de 50 cms de altura, 150 cms de largo y 25 cms de profundidad la que denominaremos como “acuario” el cual será descubierto (sin techo). Dicho acuario lo construiremos con las placas de vidrio (1, 2 y 3) las que pegaremos con silicona especial para este tipo de ensamblaje que impedirá que el agua salga del acuario.

Sobre el ensamblaje anterior recrearemos una ciudad que es sobre la cual caerá el tsunami. Esta ciudad deberá estar a 25 cms de altura dentro del acuario y conectada a una rampa de vidrio (4) que llega al suelo de forma diagonal. Esta es para que la ola se haga más grande llegando a la ciudad.

A partir de esa estructura tenemos que construir lo que nos proporcionará la perturbación del agua deseada (ola), la que haremos ubicando una placa plástica en el fondo del acuario, sujeta a este solo por un extremo (para que pueda funcionar cual puerta) en el lado opuesto de la ciudad. Dicha placa será tirada por un cordel y esta deberá detenerse a 45 grados de la horizontal, lo que lograremos ubicando soportes en las paredes del acuario. Así la placa al levantarse generará la perturbación deseada (cabe señalar que el cordel que levanta la placa será tirado manualmente).




*Debido a problemas con el formato del blog no es posible adaptar la imagen al tamaño apropiado por lo que se ruega hacer click para ver el diseño de forma más clara

La razón de la elección

Al pensar en construir el simulador de Tsunami en base a una bomba de agua, rápidamente concluimos que el presupuesto disponible para este proyecto (20.000 pesos) no nos sería suficiente para conseguir una bomba de agua del tamaño que requeríamos. Además, probablemente la bomba no sería capaz de formar una “ola” correctamente.



Al pensar en construir el simulador de Tsunami en base a un globo que estallara, pensamos que el simulador no podría funcionar más de una vez sin que se armara el dispositivo de nuevo de manera completa. Además, mantener el globo en la posición correcta para la formación del tsunami significaba arreglos innecesarios en el proyecto.



Al pensar en construir el simulador de Tsunami en base a una barrera que se levantara, descubrimos que este movimiento se asimilaría más a una “avalancha” de agua, que a un maremoto realmente. Además, la simplicidad del modelo le quitaría el encanto a nuestro proyecto.



En fin, pensamos que la idea de simular un Tsunami a través de una placa que se levante es la más ingeniosa, efectiva, original, y conveniente dentro de nuestras ideas. Además es la idea que más se ajusta al presupuesto disponible, es la idea mayormente reutilizable, y la idea que efectivamente simulará de mejor manera un maremoto. Así, esperamos que el dispositivo logre mostrar en cierto nivel las características de este sorprendente, pero mortal fenómeno natural, y logremos traspasar nuestro conocimiento sobre ellos a la gente que pudiera apreciar nuestro proyecto.

Planificación de grupo

Ahora que analizamos bien los objetivos del proyecto, y que decidimos el proyecto a abarcar, debemos definir un plan de construcción y diseño. Lo principal para nosotros es poder trabajar como un grupo, y no como individuos, ya que queremos involucrar las ideas de todos por igual y poder potenciarnos y apoyarnos entre amigos. Hemos construido una carta Gantt que nos permitirá ordenar nuestros tiempos de construcción, y así poder cumplir con los plazos limites entregados.

Queremos organizarnos de tal manera que trabajemos juntos y complementemos nuestras capacidades. No obstante asignaremos ciertos cargos para poder mantener un equipo de trabajo íntegro. Por un lado Michele va a ser la principal encargada de mantener la web actualizada, con los trabajos que se vayan realizando. Viviana y Vicente se van a encargar de la constante investigación y optimización de nuestro diseño. Sebastián será responsable de mantener nuestro presupuesto estable y no sobrepasar el límite de costos. Finalmente Alix estará a cargo de coordinar la planificación del trabajo y mantener un orden de diseño. Aún cuando tengamos trabajos asignados pretendemos aportar en todo lo que podamos. Para la parte principal, la construcción del dispositivo participaremos todos e intentaremos no delegar tareas mayores.

¿Cuál elegir?

Para definir nuestro proyecto, hemos decidido usar algunos criterios que consideramos importantes. Primero, queremos abarcar un proceso que cautive a cada persona que vaya al museo, y una buena manera de hacerlo es mediante la representación de un proceso natural. También, necesitamos que cumpla con otros requisitos básicos de las atracciones del museo, como que sea interactivo, no muy caro de construir y que represente fielmente el comportamiento de un fluido. No queremos que el proyecto sea aburrido para la gente que vaya, sino que se intriguen con él, y que se interesen acerca del funcionamiento del proceso que les presentaremos. Ala vez, no debe ser muy caro, lo que nos reduce un poco a hacer trabajos de grandes envergaduras.
Así, llegamos a las opciones que presentamos anteriormente, pero debemos desglosar cada una para analizar su factibilidad. El primer proyecto, la piscina de maicena, sobrepasa nuestro presupuesto, por lo que queda eliminada esta opción. El segundo proyecto que teníamos, que consistía en un velero que en base a ráfagas de viento transversales se pudiera mover de manera longitudinal, también se escapa de nuestro presupuesto. Probablemente una de las ideas que mejor cumplía las cualidades generales, era la idea de la vela que se tapaba con un cilindro, y una vez disminuida su área la disipación de calor se comportaba de tal forma que la vela se mantenía prendida dentro del cilindro. Lo único malo de esta idea es que no es interactiva, por lo que debemos descartarla. Finalmente quedamos con la idea del tsunami, esta idea cumple prácticamente con todas nuestras expectativas, es muy interesante, algo que la gente iría a ver, simula un problema real que particularmente está presente hoy en día dado la gran cantidad de maremotos ocurridos en los últimos años, y es específico con respecto a los fluidos. Sin embargo, no tenemos mucha certeza de su costo. Luego de una investigación relativamente certera, llegamos a la conclusión que esta idea es muy prometedora y satisface todos nuestros requisitos, por lo que será nuestro proyecto a diseñar.

Sobre los Tsunamis

Ya elegido nuestro proyecto procedemos a investigar sobre él para encontrar la forma óptima de llevarlo a cabo. Nos gustaría comenzar con definir un tsunami. Un maremoto o tsunami es una ola o un grupo de olas de gran energía que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de agua.

Existen varias causas que pueden provocar un tsunami. En nuestro proyecto, analizaremos cada una y veremos cual satisface mayormente nuestra meta.
- El 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre, más preciso, de maremotos tectónicos. Esto ocurre cuando el fondo marino se mueve abruptamente en forma vertical, provocando un desequilibrio en la masa de agua y por lo tanto olas de gran magnitud. Estos tipos de maremotos no se ven muy grandes en el hipocentro, sino que son apreciables en el fondo, donde está ocurriendo el movimiento pleno del fluido.

Para simular este tipo de maremotos pretendemos usar una especie acuario donde podamos mover/inclinar la base de tal forma que se generen olas. Básicamente algo como la figura:



- Otro tipo de maremotos se producen a partir de erupciones volcánicas en el fondo marino. Una erupción volcánica genera un impulso vertical importante que moverá la masa de agua provocando un tsunami. Para simular este proceso procederemos a poner una bomba de agua en la base del acuario que lance agua hacia arriba rápidamente provocando grandes olas. A continuación se hace un esquema básico de la recreación:



- El siguiente tipo de tsunami es llamado megatsunami y consiste en algo bastante peculiar. Este maremoto se genera a partir de explosiones submarinas o bien caídas de meteoritos, es increíblemente potente, pudiendo llegar a tener olas de alturas mayores a 100 metros y velocidades mayores a 400 km/h. La verdad es que la última vez que se vió un maremoto de esta magnitud fue hace 4 milenios, pero consideramos que no deja de ser un proyecto interesante.

La forma en que lo simularemos será con un globo que podamos hacer explotar provocando una perturbación que mueva el agua a gran velocidad.

- Finalmente tenemos una idea bastante peculiar para poder simular un tsunami por deslizamientos de tierra, lo que ocurre aquí es un reacomodo de las capas tectónicas de la tierra, que generan un impulso transversal del agua. La verdad es que no es muy fácil poder simular este tipo de maremoto, pero se podría hacer creando una especie de represa que haga que el agua se mueva rápidamente en forma horizontal, como muestra la figura.



Ya teniendo esta información pretendemos buscar la opción más viable a diseñar, lo cual decidiremos en las próximas semanas.

¡Nueva idea!

No hemos parado de pensar en ideas para diseñar en nuestro proyecto, y dentro de las últimas investigaciones hemos llegado a lo siguiente
Uno de los experimentos que podríamos demostrar es la recreación de un tornado, la cual se puede realizar muy sencillamente. Este consiste en armar un armazón de plexiglás con entradas de aire en las aristas, y de tapa se le pone una tabla con un hoyo, en el cual se adapta un ventilador de computador (ventiladores bastante comunes para bajar la temperatura del PC). Luego dentro de este armazón, se pone un vaso con agua caliente. Ahora para poder ver nuestro tornado tomamos un pedazo de hielo seco y lo ponemos en el agua caliente. Este hielo seco empezará a reaccionar inmediatamente liberando un gas blanco, cuando esto sucede se enciende el ventilador. Se podrá ver claramente como se forma un “mini” tornado.

Creemos que este modelo es bastante interesante y lo consideraremos dentro de nuestras alternativas.

Más ideas...

Existen muchos experimentos sobre los fluidos que sorprenden y que entregan resultados inesperados. Por ejemplo, en una piscina de maicena con agua, un hombre es capaz de correr por su superficie sin hundirse, pero si frena su velocidad, se hunde lentamente.

O bien, si un pequeño velero tiene dos cilindros girando verticalmente en su superficie, y se le induce viento de manera vertical, el velero en vez de avanzar hacia la dirección en que se aplica el viento, avanza perpendicular a él.

Así, pensando en el estilo de enseñaza del MIM, creemos que experimentos de este tipo podrían lograr un gran avance intelectual en las personas de manera interactiva y sorprendente.

Uno de los experimentos que se nos ocurre demostrar, o quizás elaborar más para lograr un experimento similar, pero más avanzado, es el siguiente. Si se coloca una vela dentro de un frasco, y se enciende, al colocar un cilindro sobre él de altura suficiente, la vela se apaga. Sin embargo, si se repite lo mismo pero esta vez dentro del cilindro se coloca una regla que encaje correctamente, que separe el cilindro en dos, la vela no se apaga.

Este experimento es muy sencillo, pero podría revelar claramente propiedades y comportamientos de fluidos frente a distintas presiones y temperaturas. Pensamos que en la primera etapa, la vela se apaga porque el calor de ésta se disipa rápidamente, subiendo el aire cálido por el cilindro, impidiendo que pueda entrar aire de menor temperatura y presión, sin poder la combustión suministrarse de oxígeno. Sin embargo, las razones del resultado de la segunda etapa (con la regla) nos parecen más difíciles de descubrir. Pensamos, que como el cilindro queda dividido en dos, la velocidad de salida del fluido aumenta si es que disminuye el área transversal del tubo de escape, y por lo tanto el aire calentado se precipita a salir rápidamente por un lado, permitiendo que en ese momento entre aire frío por el otro costado, generando una corriente de aire que permite que le llegue oxigeno a la vela.

Siendo está ultima sólo una idea a desarrollar, creemos que experimentos de este estilo (sencillos, sorprendentes e interactivos) pueden demostrar ampliamente alguna de las propiedades de los fluidos. Además se podrían combinar varios de estos, generando un experimento de mayor complejidad que logré exponer varias características del fluido experimentado a la vez.

Tsunamis

Cuando teníamos que pensar en un proyecto interesante y desafiante, queríamos encontrar algo que se relacionara con nuestro entorno directamente y que fuera algo relativamente tangible. Dentro de estos requisitos llegamos a la conclusión que un tsunami cumple con ser un gran desafío y posiblemente un proyecto muy interesante para presentar en el MIM. A continuación queremos desarrollar un poco esta idea y ver como podemos diseñar un modelo eficiente.

Todos sabemos un poco sobre los tsunamis o maremotos. Reconocemos lo devastadores que son y como han afectado nuestro país. Para dar un concepto técnico de este fenómeno, podemos definir un maremoto como una “ola o un grupo de olas de gran energía que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de agua”.

Dada esta información, queremos analizar qué pasa cuando hay una perturbación vertical en el fondo del agua y como funciona el tema de la viscosidad en este caso. Porque es claro que un fluido sobre un “terremoto” va actuar de manera distinta que una masa sólida de algún material, y de esta relación es como llegamos a los maremotos.

Luego de investigar sobre el tema, nos dimos cuenta que los maremotos se generan a partir de un esfuerzo de corte inicial en el fondo del mar (un choque o separación de capas tectónicas) y que dadas las características del agua esta se comporta de forma tal que aumenta su nivel y genera una(s) ola(s) provocando una devastación enorme en la superficie terrestre.

Esto mismo es lo que queremos simular, teniendo una “fuente” con agua, queremos provocar una perturbación en la base de la fuente tal que pueda simular a escala un tsunami. Un diseño general sería algo como la figura 2.1.

A partir de esta idea sigue planificar y organizar de manera adecuada nuestro diseño, aún no tenemos un modelo fijo, sin embargo esperamos que no sea mayor a 100x50x50cm y el costo no sea mayor a $20.000, fijando los requisitos del proyecto.

Presentación

Hola, somos el grupo numero 6, y pretendemos, mediante este blog informarles el proceso de desarrollo de nuestro proyecto, como así también mostrar cada paso creativo, de construcción y de evaluación del proyecto.

Primero que todo, debemos comenzar presentándonos adecuadamente.

Nuestro grupo consta de 5 integrantes:

Michele Jankelevich
Viviana Pino
Alix Becerra
Sebastian Jeréz
Vicente Rodriguez

Antes de presentar nuestras ideas preliminares, debemos informar los objetivos de este curso, enfocándonos en los objetivos principales del proyecto.

Objetivos del Proyecto

-Diseñar y construir un dispositivo que pueda ser instalado en el Museo Interactivo Mirador (MIM). Este dispositivo debe ser de carácter educativo, con respecto a un fenómeno asociado a la Mecánica de Fluidos.


Para la construcción y presentación de un dispositivo, hay ciertos rangos que debemos considerar.

Trataremos de armar el mejor dispositivo considerando el precio de construcción, su diseño y utilidad, su fragilidad, y su relación entre educación y entretención.

Debemos considerar que al MIM asisten principalmente niños pequeños que quieren aprender y jugar al mismo tiempo, por ello, nuestro mayor deseo es que el dispositivo sea muy divertido y que capte la atención de cada persona que lo vea en el museo, y que al mismo tiempo, motive a estudiar el comportamiento de los fluidos.

Con estos objetivos y restricciones mencionadas expuestas, podemos comenzar a desarrollar nuestro diseño!!!

Como comienzo de todo proyecto, tuvimos una "lluvia de ideas", de la cual sacamos principalmente 3 ideas. Estas 3 ideas representan nuestro mayor grado de curiosidad en términos de Mecánica de Fluidos. Por esta razón, nosotros creemos que estos temas pueden cautivar la atención de cada persona que lo vea.

Estos 3 temas son: Los huracanes, los tsunamis, y los distintos comportamientos del aire bajo distintas circunstancias de presión y temperatura.

Creemos que podemos llegar a un acuerdo diciendo que prácticamente no hay algún niño que no se interese por los tsunamis o los huracanes.

Por esta razón, trataremos de simular alguno de estos acontecimientos.

Sin lugar a dudas, presentaremos un proyecto divertido, alegre e interactivo. Este punto es vital en nuestras mentes, ya que, sabemos que estudiar con algo que nos cautive y nos motive es muy gratificante, y es una experiencia que queremos transmitir a cada estudiante que acuda al MIM.

A continuación presentamos nuestros 3 posibles proyectos. Debemos recalcar que alguno de estos 3 no debe ser el trabajo final. Si vemos en el camino que otro proyecto nos gusta más, y cumple mejor los objetivos generales, podríamos llegar a usarlo.