Costos hasta el momento y estimaciones

Hemos comprado un par de cosas ya y gracias a donaciones hemos podido ahorrar en algunos materiales, las cosas ya compradas (o regaladas) son:

Material Precio
Bidón $ 0
Tubos delgados $ 0
Ejes y superficie inferior $ 3.000
Alambre $ 1.130
Globos $ 1.100
Jeringa $ 1.190
Total $ 6.420

Las cosas que faltan son pocas, un estimador de los distintos ítemes lo vemos en la próxima tabla:

Material Precio
Superficies Laterales $ 6.000
Total $ 6.000

Sumando ambos costos tenemos un total de $ 12.420 lo cual es bastante menor que el máximo que tenemos de presupuesto. Eso si hay que sumar costos varios de viajes (bencina) y ciertas operaciones (soldar, cortar tubos de metal con galleta) que requieren de personas más expertas y de pago de propinas.

Descripción Dispositivo Final: Submarino de Aire

Después de intentar mejorar algunas de las ideas, llegamos a la conclusión que ninguna de estas serviría para competir de manera decente, dado principalmente por la poca interacción que permitian con el niño, rasgo característico del MIM, sumado a que revisando otros blogs nos dimos cuenta de que muchas de nuestras ideas se repetían, incluso más de una vez, lo que era signo inequívoco de la poca originalidad que habiamos tenido hasta el momento. Consecuencia de esto ideamos un nuevo dispositivo: El Submarino de Aire. Cómo se puede ver en las figuras, en un bidón vacío de 20 lts. aproximadamente introduciremos un submarino hecho de un par de globos o bombitas con una carcaza de alambre a su alrededor. Conectado al submarino irá un tubo muy delgado, como los usados para transportar suero, que en el extremo opuesto estará conectado a una jeringa, al alcance de los niños, que sirve para poder inflar los globos.

Los globos estarán un poco inflados en un principio de manera que al sumarle el peso de la carcaza de alambre, el conjunto quede hundido. Luego, al presionar la jeringa, aire entrará en las bombitas levantando el submarino, y por el contrario, tirando de ella saldrá el aire del globo y el submarino se volverá a hundir. Con este principio simple, dado solamente por el empuje que generará el aire contenido dentro del submarino, este podrá subir y bajar. Dado que el submarino en principio se puede mover en todas direcciones limitamos el movimiento colocándolo en un eje como se puede ver en la figuras.

El eje está conectado a una manilla por arriba y a un tubo perpendicular pegado al centro; así podemos rotar el submarino para que de una vuelta alrededor del bidón. La parte interesante del dispositivo es la siguiente: hemos puesto unas placas en la misma dirección que el eje central, estas placas tienen agujeros a distintas alturas, por eso, mientras los niños rotan el submarino tienen que modificar la cantidad de aire adentro del globo para que pueda pasar por los distintos agujeros.

Eso es a simples rasgos la idea, en el informe final explicaremos con más detalle realizando un análisis físico y dimensional del dispositivo, ya que los parámetros de construcción dependerán en gran medida de los elementos que nos podamos conseguir. Por mientras, algunas imágenes del modelo.

Imagen del modelo completo.

Submarino pasando entre obstáculos

Eje en el que deslizará verticalmente

Imagen detallada del diseño preliminar del submarino

Metodología de Diseño

El proceso de diseño lo dividiremos en 5 etapas claves:

1.- Identificación de temáticas: que fenómenos podemos explicar y como.

2.- Evaluación y selección: después de un análisis basado en pros y contras definiremos la mejor alternativa.

3.- Desarrollo e ingeniería del producto: esta es la etapa esencial en donde llevaremos lo teórico a la práctica, acá es donde crearemos el dispositivo.

4.- Pruebas y evaluación: Acá probaremos varias veces nuestro dispositivo y cambiaremos todas las características que podamos para un mejor funcionamiento.

5.- Presentación final: llevaremos el dispositivo finalizado listo para ser mostrado en público y ojala lograr el
impacto esperado.

Estas cinco etapas están descritas con mayor detalle en uno de nuestros primeros posts "Objetivos y Metas" donde mencionamos las dificultades y adversidades de las que nos tendremos que preocupar a medida que avanzamos.

Alternativas de Diseño Consideradas

Dentro del contexto de crear un juego o atracción para el MIM, que logre que los niños puedan aprender sobre un fenómeno físico de los fluidos, surgieron varias ideas, de las cuales presentaremos las mejores:

1- Gas Verde


Consiste en un gas coloreado, de densidad relativamente alta, puesto en un contenedor transparente, junto con una cantidad de Helio.
Este efecto colorido sirve para mostrar fácilmente el efecto de las diferencias de densidad de los gases atmosféricos.

Pros: Es fácil fabricar el recipiente, es explicito y llamativo.
Contras: Explica un concepto demasiado simple. Puede ser difícil conseguir y retener los gases

2- Tubo de Venturi:

Consiste en hacer competir a los niños, soplando a través de un tubo de Venturi especialmente diseñado para hacer apreciables las distintas velocidades de soplido

Pros: Se ve muy explícitamente el principio de bernoulli.
Contras: Poco higiénico. Poco motivante.

3- Modelo de Cuerdas Vocales:

Consiste en hacer pasar un flujo por una membrana horadada que regula su tensión mediante cuerdas. Los niños al tensar las cuerdas podrían hacer variar las frecuencias de las oscilaciones producidas por el fluido al pasar. Ajustaríamos las características del sistema para hacer estas diferencias audibles.

Pros: Muestra un fenómeno de la mecánica de fluidos aplicado a un fenómeno biológico importante .
Contras: Es muy difícil de fabricar, y es muy probable que hayan filtraciones. Puede ser poco resistente al uso y puede ser difícil desarrollar una frecuencia audible.

4- Water transparente:

Consiste en construir o adaptar un wáter, para que la gente pueda ver explícitamente bajo que concepto de la mecánica de fluidos funciona.

Pros: Muestra el funcionamiento de un artefacto de la vida diaria .
Contras: Puede ser muy caro de construir.

5- Pesa de agua

Hacer un dispositivo en el cual se puedan poner objetos o incluso niños, que generarán una presión sobre el fluido y que por el gradiente de presiones que debe tener el fluido, se generará una columna de agua de otro lado, que estando debidamente tabulada, podrá mostrar cuanto pesa el objeto que se coloco.

Pros: Evidencia un fenómeno, el de superficies isobáricas, de manera simple y entendible para los niños.
Contras: Se necesita construir un dispositivo bastante grande, que posiblemente se saldría del presupuesto propuesto, además que sería difícil construirlo de manera que no hubiesen filtraciones.

6- Efecto Magnus

Se pretende evidenciar el efecto Magnus, el cual consiste en que dado un cuerpo sólido en rotación que tiene una velocidad relativa con respecto a un fluido, se genera una fuerza, perpendicular a la rotación y al desplazamiento. Esto se evidencia en juegos de pelota como el futbol donde se le conoce como “efecto”.

En el dispositivo entonces tendremos un fluido en movimiento en el cual habrá una pelota amarrada por un eje con un elástico, que será girado y luego se soltará. Se pretende que debido a la rotación y dado que posee una velocidad relativa con respecto al fluido, se genere una fuerza, que traslade la posición de la pelota.

Cabe destacar que la pelota deberá tener una densidad igual a la del fluido para evitar que el empuje genere una fuerza neta en la dirección vertical.

Pros: Es un fenómeno muy típico en los deportes, lo que hace que sea bien interesante mostrarlo y explicarlo.
Contras: Podría pasar que la rotación que se genera debido al elástico no sea lo suficientemente grande para que el fenómeno de aprecie correctamente. Además es difícil de atravesar el tubo por el cual circula el fluido, de manera que pueda girar algo ahí, sin que hayan filtraciones.

Posibles áreas de investigación

-Maquetas de Ingeniería aplicada: Hacer modelos físicos a escala que representen aplicaciones cotidianas de la ingeniería. Por ejemplo: Una maqueta de avión volando en un túnel de viento.


-Fluidos no Newtonianos vibrantes: Más específicamente mostrar algo relacionado con la flotación de objetos en fluidos no Newtonianos expuestos a sonido de alta potencia.



-Fluidos Ferromagnéticos: Buscar fluidos ferromagnéticos caseros y mostrar su comportamiento.



-Tubo de Venturi: Poner un tubo de Venturi primitivo, donde los niños soplen, y se pueda ver como se calcula la velocidad de su soplido con la diferencia de altura.

Carta Gantt

Presione la imagen para ver la carta Gantt mejor.

Objetivos y Metas

Hemos definido 3 grandes objetivos dentro del trabajo de este semestre; estos son:

• Aplicar la mayor cantidad del contenido del curso en nuestro dispositivo.
• Realizar un dispositivo que sea igual de interesante e educativo para alumnos universitarios y alumnos escolares.
• Ganar la competencia final del concurso.

Para cumplirlos debemos tomar en consideración que no va a ser un trabajo fácil y que existen ciertas áreas en las que vamos a tener que ocupar tiempo antes de empezar a manufacturar el proyecto como tal.

Antes de diseñar un objeto tenemos que investigar los distintos fenómenos de la mecánica de fluidos y determinar cuales podemos explicar de manera simple dado que serán alumnos de educación básica en su mayoría los que verán nuestro proyecto; independiente de esto los fenómenos que escojamos tienen que incorporar comportamientos que no sean triviales para el análisis. Planeamos una visista al MIM para observar que elementos se encuentran allá para basar el inicio de nuestro diseño y no crear algo que ya se encuentre dentro del museo. Igual hemos definido un par de ideas que derivan de lo que ya hemos visto en el curso y dudas que tenemos acerca del comportamiento de los fluidos, esperamos que posterior a nuestra investigación podamos aún tenerlas en consideración.

Una vez finalizada la etapa investigativa empezaremos a diseñar nuestro dispositivo, idealmente tendremos mínimo 2 ideas porque existe la probabilidad que el dispositivo que tenemos como principal no pueda ser realizado por alguna razón y es importante tener un plan B. Complementaremos nuestros diseños con visitas y consultas al profesor y a los ayudantes de tal manera que evitemos errores de ignorancia acerca de ciertos fenómenos que aún no hemos aprendido o no veremos dentro del curso. Tenemos en mente que quizás tendremos que adelantar nuestro estudio de algunas partes de la materia para así cumplir nuestro primer objetivo; además no debemos olvidar la idea de simpleza en nuestro dispositivo (pensando en los alumnos escolares) y meditar mucho para lograr un diseño creativo e innovador.

Finalmente, nos dirigiremos a hablar con las personas respectivas para determinar si nuestro dispositivo es viable de crear o no. Es de esperar que alguna de nuestras ideas va a poder ser realizada porque sino nos veremos en un aprieto y tendremos que volver a la primera etapa. Una vez que obtengamos una respuesta afirmativa empieza la parte más entretenida del proyecto: elaborar el dispositivo. Tomando en cuenta el costo máximo que tiene el dispositivo tendremos que averiguar si los materiales más baratos afectarán o no nuestro proyecto. Una vez que finalicemos el dispositivo habrá que probarlo varias veces antes de llevarlo a la competencia final; esto porque una o dos veces puede funcionar bien pero podría fallar cuando en el momento más importante.

Esperamos que siguiendo este plan de pequeñas metas a través del semestre; investigación previa, diseño coherente y creación y prueba a tiempo, no deberíamos tener mayores problemas para lograr los objetivos que nos proponemos, por lo menos los dos primeros que son los más importantes.

Introducción de Grupo

Hola a todos, nosotros somos el grupo 60 denominado "Los Ogros", acá un par de datos que ayudaran a comprender nuestro trabajo:

Nombre: Ricardo “El Volcán” Repenning
Edad: 20
Generación: 2007
Especialidad: Ingeniería Civil Eléctrica
Posición: Líder
Meta de Vida: Derivar una ecuación que supere a la de Navier-Stokes.

Nombre: Felipe “Ketchup” Kettlun
Edad: 19
Generación: 2007
Especialidad: Indeterminado
Posición: Director Creativo
Meta de Vida: Predecir con total exactitud el comportamiento de los fluidos.

Nombre: Ignacio “Daka” Urzúa
Edad: 21
Generación: 2007
Especialidad: Ingeniería Civil Industrial Eléctrica
Posición: Administrador del Blog
Meta de Vida: Ser un fluido.

Esperamos que este semestre sea entretenido y "fluido" en cuanto al trabajo.

Saludos,

Los Ogros