Costos

Ensayos para evaluar el desempeño del prototipo

Para estar seguros que nuestro prototipo tuviese un buen desempeño, llevamos a cabo un par de ensayos esperando obtener resultados satisfactorios.

Uno de los ensayos a los que sometimos el prototipo fue de fugas de presión y de agua, ya que en nuestro proyecto es de mucha importancia mantener un volumen de control que no pierda energía hacia el exterior, por dos motivos, primero por un tema de durabilidad del proyecto y por una necesidad funcional para poder demostrar el fenómeno que queremos. De este ensayo obtuvimos resultados negativos ya que nuestro prototipo filtraba agua por las uniones, por lo que tuvimos que volver a analizar el método que utilizaremos para sellar de buena forma las uniones.

Otro ensayo que realizamos fue probar los molinos que entregan una idea de la velocidad en la sección, la idea de este ensayo era verificar que una variación en la velocidad del fluido pudiese ser detectada por un ojo expectante. De este ensayo llegamos a la conclusión de que es necesario poner un marcador en una parte específica del molino que permita ver de forma más clara la variación de la velocidad.

En resumen encontramos un par de defectos que podrían perjudicar nuestro proyecto, pero encontramos de forma efectiva una solución para ellos.

Modelo Elegido

Despúés de mucho discutirlo entre los integrantes del grupo, hemos decidido encaminarnos hacia a realización de un modelo que nos permita observar el fenómeno Bernoullí. Debemos recordar que ésta característica del fluido habla de que:

De esta manera H es constante. Para poder demostrar esto, nos hemos propuesto fabricar un tubo Venturi, el cual poseerá una sección ajustable en anchura. De esta forma, la sección del tubo podrá achicarse o agrandarse. En aquel lugar, poseerá un medidor de velocidad y uno de presión (por medio de altura de agua, lo cual nos permitirá notar que a medida que se cierra la sección, la velocidad aumenta, mientras la presión disminuye.

Es así como van a ir dos medidores de velocidad:uno en la sección modificable y otro en la fija. Éstos corresponderán a molinos que serán movidos en sus aspas por el agua. De esta manera, no van a medir la velocidad cuantitativamente, pero entregarán una idea sobre si aumenta o disminuye. Al mismo tiempo, por medio de tubos que midan la altura del fluido se medirá la presión que existe en dos puntos diferentes: uno en la sección modificable y otro en la fija.

Viéndolo de manera simple será algo por el estilo:

Con este proyecto estaremos haciendo lo que se nos pidió como objetivo: algo educativo, resistente y, sobre todo, interactivo.

Carta Gantt

Para poder ver la Carta Gantt en mayor tamaño hacer click sobre ella

Definición de metodologías

La metodología usada para poder llevar a cabo el proceso de manera exitosa es:

- Analizar los factores más influyentes en nuestro trabajo, para así determinar las partes del modelo fundamental y, frente a ello, realizar el boceto.
- Esbozar la forma y las dimensiones de nuestro proyecto, considerando los flujos necesarios y el mecanismo que se debe cumplir. Para esto es importante un modelo físico-matemático bien formulado.
- Ver qué materiales son los más convenientes para ello, tomando como restricciones la viabilidad, la resistencia de la maqueta y los costos asociados a cada uno.
- Comprar los materiales y comenzar a realizar el proyecto, siendo rigurosos en las medidas, pues dividiremos las tareas para optimizar nuestro tiempo, pero el proyecto final claramente lo haremos en conjunto.
- Juntar las partes, unir y probar el proyecto.

Alternativa de diseño consideradas

1-Fluido No-Newtoniano: Esta solución consiste en mostrar el comportamiento de los fluidos no-newtonianos, para llevarla a cabo tenemos pensado verter un fluido no newtoniano en la cavidad de un parlante y hacerlo funcionar, variando su frecuencia y intensidad, lo que muestra un comportamiento bastante especial por parte del fluido. Esta solución explica claramente el concepto de fluidos no-newtonianos, como varían su viscosidad dependiendo de la velocidad con la que se le aplica la fuerza externa. Uno de los problemas de esta solución es la dificultad de encontrar un fluido que pueda permanecer de manera indefinida en una vitrina sin tener que ser reemplazado. Otro factor negativo es la falta de originalidad, ya que muchos grupos ajenos al nuestro han planteado esquemas similares.

2.-Presión y fuerza centrípeta: Esta solución propone mostrar, por medio de un estanque con perforaciones que contiene un cierto fluido, como a diferentes alturas dentro del estanque las diferentes presiones causan que el fluido salga expulsado a velocidades diferentes por los agujeros. Una vez mostrado esto, el estanque (con forma cónica), es puesto a girar con una cierta velocidad angular que iguale la velocidad de salida en todos los agujeros. Esta alternativa, plantea y explica claramente un concepto de la estática de fluidos, la ley de la hidrostática, ya que al aplicar la velocidad angular se varía el campo de presiones, generando las distintas velocidades, este concepto podría profundizarse más aun si pueden ser graduadas las velocidades por el usuario. Uno de los principales problemas que presenta esta alternativa es las dimensiones del estanque necesarias para que el fenómeno se aprecie de buena manera dificultan hacer girar el estanque a las velocidades deseadas para la experiencia, debido a la potencia necesaria entregarle al sistema.

3.-Bernoulli: Esta solución consiste en mostrar las variaciones de presión y velocidad en un flujo continuo cuando se varia la sección por la cual el flujo está recorriendo. Para llevarla a cabo, debemos implementar un flujo de agua que nos permita medir la variación de las características en el fluido, como lo son la velocidad de éste y su presión.


Haciendo un balance de los pro y los contra de cada tópico, decidimos que nuestro tema principal del proyecto sería el Principio de Bernoulli, basado en la Ley de la Conservación de la Energía aplicada en un fluido, puesto que es una característica -presente en todos los fluidos y, además, muy cercana al espectador, por lo que es de fácil comprensión. Por otro lado, pese a ser trivial, no se encuentra planteado en el resto de la exposición, por lo que creemos necesario incluirlo.
El Principio de Bernoulli plantea que, por el hecho de que la energía dentro de un fluido debe ser constante si no se producen fuerzas externas, se debe cumplir la siguiente relación:

v^2/2g + P/y + z = cte

Asignación de Tareas

Las principales tareas a realizar las podemos resumir en :
-Materiales
-Modelo fisico-matemático
-Diseño prototipo
-Construccion prototipo
-Administrar blog
-Finanzas

Así, cada integrante se va a centrar en ciertas funciones, como podemos ver:



Carlos Ebers: Coordinador general del grupo y administrador de este blog. Por lo tanto, es el encargado de ver que vayamos cumpliendo nuestra Carta Gantt, reunirá al grupo cuando sea necesario para trabajar, informará del avance del grupo, etc.







Ricardo Navarro: Encargado de desarrollar el modelo matemático y el marco teórico. Así, tendra que trabajar también con Nicolás (construcción), ya que la construcción del dispositivo depende del análisis fisico-matemático.








Kadir Issa: Encargado de los materiales. Tiene que ver qué materiales sean los más adecuados para diseñar el prototipo, viendo su eficiencia, costo, etc. Es por eso que también va a ser el encargado de las finanzas del grupo. Deberá así entregar presupuestos, para no excederse de los 20 mil pesos.




Nicolás Tapia : Encargado de coordinar la construcción del dispositivo ( diseñando y viendo qué tan factible es realizarlo). Así propondrá varios diseños del prototipo, eligiendo después, con la ayuda de Kadir (materiales), cuál elegir en base a los materiales, por su costo, factibilidad, etc. Es importante destacar que somos un equipo, si bien nos vamos a centrar en tareas específicas repartidas, todos podemos aportar en lo que fuese necesario para poder realizar este proyecto.