Evaluando Nuestro Dispositivo

Dado que nuestro dispositivo estara siendo puesto a prueba constantemente por los niños y adultos que visiten el MIM, por lo tanto es muy necesario someterlo a rigurosos ensayos de calidad, verificando que el dispositivo sea funcional y durable. Una cosa muy importante de nuestro diseño es la seguridad, es decir que el niño presionando las jeringas, no exista ninguna posibilidad de que éste resulte herido o perjudicado de alguna manera. Es por eso, que nos enfocaremos escencialmente en dos puntos principales:

1) Que las jeringas que utilicemos no requieran mucha fuerza para poder manipularlas, ya que si se presiona demasiado una jeringa puede romperse por lo que el dispositivo ya no sería funcional, ni seguro. Por lo que debemos elegir cuiadosamente las jeringas para evitar cualquier problema futuro.

2) Que las jeringas esten unidas de una manera firme a la base, para que no ocurra que la jeringa "baile" en el soporte y se salga, rompiendo el dispositivo.

Analizando los Costos

La realización del prototipo tuvo los siguientes costos:

Jeringas (distintos tamaños): $5.990

Papel de volantín azul: $690

Viga blanca (cerezo): $2.990

Pilastra de madera: $1.790

Junquillo de Pino 1.5metros: $790

2 Sobres de llaves 3 vías: $2600

2 pinceles para pintar: $680

Colafría: $1.000

Subtotal: $16.530

Dado que aún nos falta hacer afinaciones del diseño, estos no necesariamente son los costos finales.

Nuestro Nuevo Prototipo

Nuestro nuevo proyecto busca estudiar el fenómeno de fuerza y presión hidráulica. Para esto, construimos un soporte que contiene 4 jeringas, todas de distinto diámetro, y las conectamos a través de una manguera plástica. Cada jeringa está conectada a la vez por una llave de paso, para así poder incluirlas o sacarlas de nuestro estudio a elección.

Principalmente lo que ocurre es que, al ejercer cierta fuerza sobre el émbolo de una de las jeringas, el agua que esta contenía es empujada hacia la manguera y ocurre una reacción en las jeringas adjuntas. Dado que todas las jeringas son distintas, podemos estudiar qué sucede si

ejercemos la misma fuerza sobre una de mayor diámetro, o una de menor, y cómo se comportan las jeringas cercanas. Las llaves de paso nos serán útiles al momento de querer ver que ocurre entre solo 2 jeringas, o lo que sucede con 3 jeringas conectadas, o finalmente, con todas.

El objetivo es que los niños puedan apreciar y comprender interactivamente qué es la fuerza hidráulica y cómo se relaciona con la presión y el área sobre la cual está siendo aplicada, lo cual ha sido uno de los fundamentos principales y más básicos de este curso, por lo cual encontramos necesario que sea explorado.

Nosotros creemos que este proyecto es mejor que el anterior, ya que para nosotros la segurirad es un factor muy importante, ya que los usuarios de estos dispositivos seran los niños y si el dispositivo no es seguro ponemos en riesgo la integridad de los niños. También consideramos que este dispositivo es más accesible económicamente, ya que las aspas de metal, y el estanque de acrílico tienen un costo muy elevado. Por otra parte este dispositivo es más interactivo, ya que los niños tienen más posibilidades de interactuar con el, porque el otro ( cavitación) era más un juego de mirar y aprender, en cambio con este nuevo dispositivo los niños son los que manipulan las jeringas por lo que es más didáctico.

Para este nuevo Proyecto consideramos 3 posibles formas

de diseño:

1.- Las 4 jeringas unidas por el centro a un marco de madera, pero desechamos esta idea, ya que la presión ejercida por los niños sobre las jeringas podría soltarlas y con ello romper el juego.

2.- El segundo diseño es un círculo de madera al cual están unidas las jeringas por la parte posterior, lo cual evita que la presión ejercida por los niños en las jeringas las saquen del dispositivo. y quedan muy firmes. Para que se vean bien las jerigas les pondríamos un marco de ac

rílico transparente.

(e la figura inferior podemos observar la distribucón de los hoyos en los que irían las jeringas en la madera circular)

3.- Este diseño es muy similar al diseño circular, pero la diferencia es que en vez de estar en distribución de cruz, están en línea recta.

¡¡¡Importante!!!

¡¡¡Atención Atención!!!

Hace ya varias semanas que habíamos comenzado a explorar y a realizar nuestro

proyecto de fluidos acerca de la

cavitación. Sin embargo, hace una

semana, mientras realizábamos el

prototipo diseñado, nos dimos cuenta

que podría ser muy peligroso para los

niños que visiten el MIM, ya que las

aspas son filosas y además, al estar

el estanque abierto, un niño podría

meter la mano dentro mientras el

motor está funcionando y hacerse

daño. Además al analizar los costos de construcción de nuestra idea original, nos

dimos cuenta que era muy caro.

Luego de este desalentador descubrimiento, comenzamos a jugar con los materiales

que teníamos en el laboratorio donde trabajamos y tuvimos un nuevo proceso de

brainstorming, del cual obtuvimos diversas ideas, y llegamos a unas conclusiones

muy importantes:
Como el fin de este prototipo es ser educativo y para niños, decidimos simplificar
nuestras ideas y centrarnos en lo básico: La fuerza y presión en los fluidos.
Para poder explicar esto de manera física, diseñamos un prototipo que consiste en

4 jeringas de diámetros distintos, conectadas a través de una manguera que

contiene agua. Les podremos llaves de paso conectadas a cada jeringa, y con esto

podemos estudiar como se comporta el fenómeno cuando están todas conectadas,

o sólo comparar 2 jeringas, etc. Buscando entender las fuerzas dentro de los fluidos,

mantendremos como variable el área de cada jeringa y aplicaremosuna misma

presión. Por lo tanto, si ejercemos cierta presión sobre una jeringa de diámetro

grande, el fluido ejercerá una fuerza sobre el pistón de la jeringa de diámetro más

pequeño y viceversa. El fin de este proyecto es comparar lo que ocurre en distintos

casos, y lograr entender como se manifiesta la fuerza en fluidos dependiendo de la

presión y del área transversal.

hablando de los costos ...

Una de las limitaciones importantes al momento de fabricar nuestro prototipo es el costo que este tendrá. Nos gustaría que esta limitación no existiera, pero nuestros bolsillos de estudiantes no dicen lo mismo.
Pero además de " cuanto cuesta" eso importante la calidad, seguridad y durabilidad en el tiempo.

Es por eso que hemos debatido acerca del material del cual debe ser el estanque, si bien muchos piensan que podría no ser tan relevante este punto, a nuestro parecer es una de las variables importantes en el momento de considerar traslado y durabilidad.
El material que primero se nos vino a la mente es el vidrio, un clasico estanque de vidrio, son comunes y podriamos adquirir uno fabricado (estilo pecera), no suelen ser tan caros , pero tienen algunas desventajas. La primera de ellas es la fragilidad, es muy facil que se trize, pero tambien es importante considerar el peso en el momento de trasladarlo , suelen sen pesados. Es por esto que consideramos la posibilidad de una mica dura transparente, es bastante mas caro y dificil de conseguir pero claramente pesa menos y no se quiebra facilmente.

Nos gustaría saber que opinan, hasta el momento es de vidrio... lamentablemente por un tema de costos.



estanque de vidrio

Explorando el femomeno de la cavitación....

Explorando el femonomeno de la cavitacion es nuestra idea escogida, ya tienen una idea de lo que es, pues les contamos en notas anteriores. En esta oportunidad les refrescaremos la memoria y ademas les contaremos de por qué fue finalmente elegida .

El diseño consiste en un estanque con fluido de poca densidad, y dentro de este, una hélice la cual estará conectada a un motor el cual la hará girar a una gran velocidad, para así lograr ver el efecto de cavitación. Además tendremos una luz estroboscópica iluminando el tanque, para que logremos ver las aspas de la hélice inmóviles y a su alrededor las burbujas producidas por la cavitación.

¿por qué lo elegimos?

Encontramos que la cavitación es un fenómeno muy interesante y nos parece un gran desafío crear el prototipo propuesto, ya que es algo que jamás hemos hecho y nos parece complejo. También, los niños podrán aprender acerca de la cavitación y podrán interactuar con el prototipo, cambiando el funcionamiento de la luz estroboscópica y acelerando y desacelerando el motor, y así notar la formación y desaparición de la cavitación, lo que nos parece podría ser muy entretenido.
En caso de que no pudiéramos realizar este diseño con éxito, la segunda idea que más nos gustó fue la que llamamos “Equilibrio y Empuje”. Este diseño es más fácil de realizar y es muy interactivo con los niños, ya que ellos mismos tendrían que sacar el agua del vaso hasta equilibrar la viga a nivel horizontal, lo cual podría ser muy entretenido y hace que el niño aplique sus conocimientos de orientación, a la vez aprendiendo sobre el empuje. Sin embargo, no nos parece una idea tan original como la primera, por lo cual la dejaremos como “back up” en caso de fallar al realizar el primer prototipo.

Un poco de .... Brainstorming

Si bien en la entrega anterior mostramos cual es nuestra idea escogida, hoy queremos que conoscan todas las ideas que surgieron en nuestro "brainstorming".

Organización de Gotas.

A través de una placa de acrílico y distintos fluídos, se puede realizar un diseño que muestra cómo se forman las gotas y la manera en que se organizan, siguiendo un patrón muy regular.

Submarino Educativo.

Dispositivo que muestre a través de principios físicos cómo se puede hundir un submarino en el agua y por qué este puede volver a flote.

Equilibrio y Empuje.

Si se pone una piedra en una balanza, y luego esta se sumerge en agua, se nota inmediatamente que la balanza en este caso marca menos peso al masar la misma piedra. Esto se debe al principio de empuje, y podemos calcular qué tan grande es esta fuerza experimentalmente a través del siguiente dispositivo:

Primero ponemos a distancias equivalentes del centro un vaso con agua dentro y una piedra. Llenamos el vaso hasta que estén en equilibrio.

Luego sumergimos la piedra en agua y vemos como inmediatamente el equilibrio se desplaza, debido a la fuerza de empuje que el agua genera sobre la piedra. Para observar la magnitud de esta fuerza le removemos agua al vaso de la izquierda, hasta que el equilibrio vuelva a poner la viga horizontal. La cantidad de agua removida del vaso reflejará cuanto empuje hizo el agua del balde de la derecha sobre la piedra sumergida.

Estas ideas fueron parte de nuestro Brainstorming, en nuestra proxima nota daremos los ultimos detalles de nuestra idea seleccionada , la cual ya fue presentada hace un tiempo.

Algunas dificultades....

Como todo grupo de trabajo, en este tiempo juntas hemos presentado algunas dificultades , las que claramente hemos tratado de superar en su debido momento. A continuación les contaremos que nos ha sucedido.....

Primero que todo, la falta de tiempo ha sido crucial. Al estar todas con ramos diferentes la coordinacion para poder reunirnos ha sido dificil, a pesar de eso y gracias a nuestra querida tecnologia, hemos logrado dividir tareas y unificarlas con un mismo enfoque. Ha sido importantisimo el hecho de que a todas nos gusta mucho la alternativa final que hemos elegido para el proyecto, ya que ninguna se quedo con las ganas de desarrollar otro prototipo.

Tambien produjo bastante descoordinación la retirada de un alumno del grupo. Si bien, ahora lo podemos decir, no nos aportaba mucho, si creemos que debíó avisar con anticipación sus ganas de "botar" el ramo, ya que así no lo hubiesemos considerado en la planificación. A pesar de esto, debemos admitir que estamos contentas de ser un grupo de solo mujeres , por favor no piensen que somos feministas, pero ha sido bueno para la relación del grupo, ya que todas somos responsables, ingeniosas, creativas y con muchas ganas de hacer bien las cosas.

Para ser la primera vez que trabajamos juntas, hasta el momento ha sido una buena experiencia, donde nos hemos dado cuenta que podemos confiar en el trabajo de cada una de nosotras.

A sólo 4 semanas!!!

Como grupo hemos sido concientes del poco tiempo que queda para la presentacion final del prototipo. Ante esto, hemos decidido organizar estas 4 semanas que quedan definiendo claramente la tareas a realizar y nuestros propios plazos para cumplirlas.

Además debemos destacar la reestructuración que hemos debido enfrentar como grupo debido a que desde anoche nos encontramos con un integrante menos.

A continuación dejamos nuestra carta Gant con las proximas actividades a realizar.

Integrantes para la segunda Entrega

Nombre: Camila Andrea Zacharias Molina
Fecha de nacimiento: 29/12/1987
Especialidad: Ingeniería Civil Industrial Química
Otros cursos en los que está:
Matematicas Aplicadas a La Ingeniería de Procesos
Microeconomía
Bioquímica de Alimentos
Procesos Químicos
Hobbies: piano, esquiar, bicicleta, leer
Interéses: historia, arte
Cargo dentro del grupo: Encargada de diseño e ideas para la construcción del prototipo y de la base teórica de este.

Nombre: María Luisa Mayo Mingo
Fecha de nacimiento: 19/11/1987
Especialidad: Ingeniería Industrial Química
Otros cursos en los que está:
Bioquímica de Alimentos
Microeconomía
Procesos Químicos
Modelos Estocásticos
Hobbies:ver películas, leer,participar en acción social
Cargo detro del grupo: Encargada de las entregas formales (Actualización del blog y de las realizaciones de los informes).

Nombre: María José A. Hevia Mattera
Fecha de nacimiento: 03/12/1986
Especialidad: Ingeniería Industrial Química
Otros cursos en los que está:
Termodinámica
Optimización
Estática
Hobbies:ver películas, dormir, salir con mis amigos, participar en acción social
Intereses: principalmente es Dios, también me gusta el arte, el diseño, la música, la orfebrería, me interesan los temas de emprendimiento
Cargo dentro del grupo: Es la tesorera y además es la encargada de cotizar y comprar los materiales.

Nuestro Proyecto

Nuestra idea es tener un estanque con fluido de poca densidad, y dentro de este, una hélice la cual estará conectada a un motor el cual la hará girar a una gran velocidad, para así lograr ver el efecto de cavitación. Además tendremos una luz estroboscópica iluminando el tanque, para que logremos ver las aspas de la hélice inmóviles y a su alrededor las burbujas producidas por la cavitación.

¿Qué es la cavitación?

Cuando tenemos un líquido que fluye a través de una región donde la presión es menor que su presión de vapor, él liquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, formando bruscamente burbujas. A este fenómeno se le llama cavitación. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy alto, pudiendo ocasionar picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones.

Objetivos y Metas

A través de este proyecto nosotros queremos que las personas que utilicen este dispositivo en el MIM, sean capaces de ver el efecto de cavitación, como se forma, por qué ocurre, etc. y se interesen por los fenómenos que ocurren en los fluidos. Además como grupo nos pusimos como objetivo conocer más sobre la cavitación, ya que la consideramos un efecto muy interesante y creemos que nos afecta más de lo que creemos.

Videos Interesantes con respecto a la cavitación

Bubble Cavitation Short clip where is possible to see bubble cavitation around an inmmersed foil