26 de junio de 2009
Diseño Final
Descripción:
Dos estanques de ensayo con iguales dimensiones, mismo diámetro y altura, son ubicados verticalmente sobre una base. Cada uno tendrá una altura de agua distinta. Cada uno de ellos posee un agujero en la parte inferior, por donde saldrá un chorro de agua, el cual pondrá en acción a una turbina. Cada una de estas turbinas estará conectada a un dínamo el cual generará energía suficiente para encender una ampolleta eléctrica pequeña. Se pretende demostrar la diferencia entre las velocidades de salida del agua en cada uno de los estanques, a través de la luminosidad de cada ampolleta.

Especificaciones:
- 2 tubos PVC. (estanques) de 2 m. de altura y 16 cm. de diámetro, agujerados a 5
cm. de la base (agujero de 7 mm. de diámetro aproximadamente). La medida del diámetro del agujero puede variar según los resultados que obtengamos en los ensayos.
- 2 dínamos pequeños.
- 2 turbinas. Durante los ensayos decidiremos la forma y material de las aspas. Es posible que estén fabricadas a base de madera (palos de helado) o bien, plástico (pequeñas cucharas).
- 2 ampolletas de potencia a definir mediante los ensayos.
- 2 tapones para los orificios, unidos con una cadena, de manera que sea posible destapar ambos al mismo tiempo (es posible que los tapones sean reemplazados por un sistema de llaves de paso).
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Funcionamiento:
Nos aseguramos que los orificios estén bien cerrados, las turbinas ubicadas por donde saldrá el chorro y las ampolletas conectadas correctamente.
Se llena el Estanque 1 hasta una altura de 1.90 m. y el Estanque 2 hasta 1.40 m (propenso a cambios).
Se destapan ambos orificios a la vez y observamos como las turbinas al girar, generan electricidad capaz de encender las ampolletas, aunque con distinta luminosidad provocada por la diferencia de altura del agua en cada estanque.
25 de junio de 2009
Otras consideraciones

Respecto al dinamo hemos evaluado los típicos dinamos de bicicleta, pero la verdad es que estos requieren una no despreciable fuerza, principalmente de inicio, esto lo comprobamos observando que se sentía un pequeño esfuerzo extra, es por esto que buscando en varios locales comerciales, hemos averiguado que podemos conseguir uno que necesite un menor esfuerzo, que sabemos que no es tan grande el provocado por el chorro, además necesitamos una mayor sensibilidad del sistema para que se demuestre en la experiencia las diferencias por las velocidades de los chorros.
Ensayos de Desempeño
Nuestro ensayo consistio en llenar de agua una botella hasta una altura determinada y observamos la distancia a la que cae el chorro desde el orificio. Luego, llenamos aun más la botella para subir la cota geometrica. Pudimos observar que la distancia a la que cae el agua con una altura de agua más grande es mayor, con lo que pudimos concluir que a mayor altura geometrica mayor velocidad de salida del fluido. Es por esto la idea de utilizar los tubos de PVC puesto que se puede alcanzar mucha altura con poco volumen.
Podemos observar, a través, de esta secuencia de fotos, como la distancia a la que cae el chorro, disminuye a medida que baja la altura del agua.
Finalmente con una muy pequeña altura, ya no hay velocidad de salida del chorro.
24 de junio de 2009
Cumplimiento de las Condiciones de Diseño
- Un dispositivo sin restricciones de tamaño, materiales y forma
- Costo total de materiales : 20.000 pesos
- Diseño útil para interactuar con él
- Un dispositivo educativo
- Un dispositivo resistente y que no presente riesgos a los usuarios
¿Cómo lo solucionamos?
- La primera “restricción” está completamente solucionada, adjuntamos las medidas y forma del dispositivo para convencerse
- PRESUPUESTO
- Es un dispositivo entretenido que presenta al usuario posibilidades de poner en funcionamiento y observar qué está sucediendo gracias a su acción en el dispositivo. Específicamente, el usuario deberá presionar un botón que liberará dos tapones, los cuales al salir provocarán la salida de un chorro de agua con velocidad tal para lograr hacer girar una turbina, esta última estará conectada a un dínamo el cual provocará la transformación de energía mecánica en energía eléctrica, reflejada en la luminosidad de una ampolleta casera que será la última conexión establecida.
- Repasando:
1º se saca el tapón y sale agua del estanque

2º el agua sale propulsada por presión a través de un agujero
3º el chorro de agua hace girar una turbina
4º la turbina provoca energía mecánica traspasada a un dínamo
5º la energía mecánica se transforma en energía eléctrica gracias al dínamo
6º se enciende la ampolleta conectada al dínamo
- Quizás lo más entretenido de este dispositivo es que el observador-interactivo podrá verificar las diferencias de luminosidad entre una ampolleta y otra, lo que será explicado por el concepto de altura de presión, reflejada en energía
- Este es un dispositivo educativo puesto que refleja propiedades de los fluidos en la tierra y permite observar nítidamente la transformación de energía mecánica, producida por un chorro, en energía eléctrica, reflejada en la ampolleta
- El dispositivo es resistente por los materiales que acarrea, es importante recalcar que para su implementación en el MIM se necesitará esté encubado en una reja de vidrio o plástico duro para evitar el contacto del usuario con la ampolletas, elemento muy frágil como sabemos.
28 de mayo de 2009
¿ Cuál brilla más ?
Fenómenos asociados:
- Relación entre el diámetro y la velocidad de salida bajo una misma presión.
- Generación de Energía Hidroeléctrica.
Especificaciones:
- 3 estanques cilíndricos de 1.5 mts de altura x 20 cms de diámetro, agujerados en la parte inferior, cada orificio de distinto diámetro (a definir durante los ensayos).
- 3 dínamos pequeños
- 3 turbinas de aspas cóncavas
- 3 ampolletas de potencia a definir mediante los ensayos

Viabilidad:
Creemos que idea es muy viable, y al mismo tiempo bastante interesante para el público infantil. Los materiales son relativamente baratos y por sobre todo, accesibles. Además, la construcción del artefacto tampoco representa un desafío imposible. De manera que este diseño también tiene posibilidades de ser el escogido por el grupo para desarrollarlo como proyecto definitivo.
Balancín Hidraulico

Fenómenos asociados:
- Relación de fuerzas y conservación de la presión en una prensa hidráulica.
Especificaciones:
- Pistón de acero de diámetro pequeño (aproximadamente 30 cm.).
- Pistón de acero de un diámetro considerablemente grande (aproximadamente 1 mt.)
- Mangueras o tuberías comunicadoras.
Viabilidad:
A pesar de que este diseño sería de gran interés para el público, también creemos que es poco viable por varias razones: primero, la construcción es demasiado compleja y requiere de especialistas en dispositivos metálicos, hidráulicos, etc. Además los materiales son considerablemente caros. Sin embargo, conservaremos este diseño como alternativa hasta que tomemos una decisión final.
Cola de Tigre
Fenómenos asociados:
- Densidad de los fluidos.
- Relación entre la densidad de un objeto y la de un fluido (flota o se hunde).

Especificaciones:
- Estanque transparente, aproximadamente de 50 cm. de largo y 20 cm. de diámetro.
- Líquidos de distintas densidades: Miel, glicerina, agua, aceite alcohol, etc.
- Objetos de distintas densidades que se encuentren en los intervalos de diferencia de las densidades de los líquidos.
- Colorantes.
Viabilidad:
Los materiales se pueden obtener fácilmente y por un bajo precio. La confección es más bien sencilla y el diseño posee un gran atractivo visual. Sin embargo aún se pueden hacer mejoras, por ejemplo, mejorar la interacción del usuario con el dispositivo para que sea más entretenido, etc. Es por todo esto que creemos que esta alternativa tiene muchas posibilidades de convertirse en el diseño definitivo.
27 de mayo de 2009
Principio de Bernoulli
Teorema de Bernoulli:
El estudio de la dinámica de los fluidos fue bautizado hidrodinámica por el físico suizo Daniel Bernoulli, quien en 1738 encontró la relación fundamental entre la presión, la altura y la velocidad de un fluido ideal. El teorema de Bernoulli demuestra que estas variables no pueden modificarse independientemente una de la otra, sino que están determinadas por la energía mecánica del sistema.

Noten que, como los puntos 1 y 2 son puntos cualesquiera dentro de la tubería, Bernoulli pudo demostrar que la presión, la velocidad y la altura de un fluido que circula varían siempre manteniendo una cierta cantidad constante, dada por:
Ecuación importante para observar el comportamiento de un chorro a diferentes alturas de un tanque.Además sabemos que en un fluido ideal se cumple que el volumen que pasa por dos puntos es igual (conservación del caudal), por esto se produce una relación entre el área por donde pasa el fluido y su velocidad, claramente en un área mayor la velocidad es menor para que pase el mismo caudal o volumen que en un punto con menor área. (Efecto Venturi)

Por esto es posible que al variar las áreas de los agujeros en el fondo del tanque, los chorros tengan distinta velocidad.
Principio de Pascal
Principio de Pascal:
Un fluido en reposo en contacto con la superficie de un sólido ejerce fuerza sobre todos los puntos de dicha superficie. Pero en el estudio de fluidos se requiere saber como es y cómo se distribuye la fuerza, por eso la trataremos en base a la presión.
Siendo la presión el cociente entre el módulo de la fuerza ejercida perpendicularmente a una superficie y el área de ésta.

La característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal (1623-1662), quien estableció el siguiente principio:
“Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen”.
El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Por ejemplo la prensa hidráulica:
Por principio de Pascal la presión es igual en las dos secciones por lo que la fuerza en un pistón partida su área, es igual a la fuerza en el otro pistón dividida por su área. En base a esto la fuerza producida en el pistón de mayor área por causa de presionar el pistón pequeño, es igual a la fuerza ejercida por la relación de las áreas. Ósea podemos hacer fuerzas mayores gracias al principio de Pascal.

Es por esto que podrá ser posible que un niño logre levantar a su padre, siendo que su peso es considerablemente menor al de su padre.
26 de mayo de 2009
Metodología de Trabajo
- En un principio debemos elegir las distintas experiencias, estás deben tener un elemento didáctico y lúdico, con el fin de desarrollar un dispositivo con el perfil del MIM. Para esto necesitamos un importante tiempo de investigación, actividad que será realizada por cada uno de los integrantes para abarcar una mayor cantidad de temas. Luego de un “Brainstorming” podremos tener una cantidad de ideas.

- Debemos clasificar las ideas en términos del el beneficio que traen para los objetivos del proyecto, debemos poner atención en condiciones como la viabilidad, la dificultad de construcción y otros aspectos característicos de cada idea.
- En base a la investigación sobre los posibles dispositivos a construir, debemos definir los posibles materiales a ocupar, y en base a esto, y a las ventajas y desventajas obtenidas anteriormente de cada idea, elegiremos una idea final a desarrollar, tomando en cuenta tanto la restricción de presupuesto como la de tiempo.
- Una vez elegida la idea, nos preocuparemos de diseñar el dispositivo, tomando en cuenta el objetivo final, obtener un dispositivo didáctico y a la vez lúdico para así llamar la atención del público objetivo del MIM (principalmente escolares). Nos preocuparemos de especificar los tamaños y formas de las partes del dispositivo.
- A continuación cotizaremos y compraremos los materiales a utilizar, debemos dividir al grupo para esta tarea, ya que, como es razonable no podremos encontrar todos los materiales en el mismo lugar y debemos minimizar el tiempo.

- El siguiente paso y final, es uno de los más importantes, es la construcción del dispositivo, en el cual será vital la participación de todo el grupo, luego de la construcción deberemos hacer una serie de pruebas para asegurar el funcionamiento de correcto, además de lograr que el dispositivo cumpla con los objetivos del proyecto. Es importante la etapa de las mejoras ya que podremos asegurar que el dispositivo demuestra todo lo que el grupo esperaba el proyecto, y pueda ser un dispositivo incluible a la exposición del MIM, siempre recordando que nosotros solo construiremos un prototipo, por lo que es importante que demuestre correctamente el funcionamiento, para poder en un futuro aplicarlo a una escala real.
25 de mayo de 2009
Programación de nuestro trabajo
23 de abril de 2009
Fotos de la visita al MIM
Visita Al Museo
Fuimos recibidos de manera muy cordial y entusiasta. Los dependientes del museo se mostraron muy interesados en ayudarnos.
Además pudimos observar el interés y la concurrencia que genera este museo, en concreto en el momento que estuvimos ahí, se encontraba lleno de diversos colegios, una gran cantidad de niños guiados por sus respectivos profesores y el personal del museo.
Agradecemos al personal del museo por las explicaciones sobre los dispositivos que ya están vigentes en el museo, en especial en la sala de fluidos, y por la facilidad que nos dieron para ingresar a ver, explorar y fotografiar las dependencias del museo.
Pronto estaremos subiendo todas las fotos de la visita.
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Objetivos y Metas Del Grupo
Objetivos:
1. Interactuar con el medio, experimentalmente, para descubrir y comprender de mejor manera el comportamiento de los fluidos en la naturaleza.
2. Aplicar conocimientos aprendidos en clases.
3. Realizar un proceso de investigación y recopilación de datos que permita la creación del proyecto con los mayores conocimientos posibles.
4. Realizar un trabajo intenso, riguroso y responsable. Para con esto lograr un proyecto serio y profesional.
5. Crear un trabajo de calidad adecuándonos a las restricciones y requisitos exigidos, utilizando creatividad e ingenio.6. Lograr horizontalidad en el grupo de trabajo, complementándonos con nuestras características e intereses.
Metas:
1. Haber desarrollado parcialmente ideas, estudiando su viabilidad, creatividad y posible implementación en el Museo Interactivo Mirador.
2. A partir de las investigaciones hechas, desarrollar el proyecto basado en los ensayos previamente llevados a cabo y seleccionados.
3. Realizar actualizaciones del blog periódicamente a lo largo del semestre.
4. Crear un proyecto de tal nivel que nos permita ganar el concurso propuesto
22 de abril de 2009
Reseña del MIM
El Museo Interactivo Mirador es una organización que depende de la Fundación Tiempos Nuevos y sin fines de lucro. Está ubicado en la comuna de La Granja , en Santiago y consta de un edificio de 7200 metros cuadrados.
Luego de ser inaugurado el año 2000 se ha transformado en el museo más visitado de Chile, gracias a su espíritu y metodología didáctica al educar. A la vez realiza proyectos educativos anexos a la instalación misma que permiten una mejor labor educativa al estado de Chile.
Para más información visita : http://www.mim.cl/
21 de abril de 2009
Integrantes y sus Funciones:
Carrera: Estudiante de tercer año de la Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
Función dentro del Grupo: Coordinador general del grupo y tesorero. Responsable de reunir y distribuir los fondos del grupo. Además se encargará de organizar las reuniones, salidas, etc, y será el representante del grupo que se relacionará ya sea con profesores, ayudantes o contactos que nos puedan proveer cierta información o servir de guía durante todo el desarrollo del proyecto.
Carrera: Estudiante de tercer año de la Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
Función dentro del Grupo: Administrador del blog. Se encargará de mantener actualizado el espacio, publicando todos los eventos relevantes que ocurran durante el proceso, avances del proyecto, entrevistas, etc.
Presentación Del Grupo
Los integrantes del grupo son:
- Martín Cruz
- Álvaro Leguía
- Antonio Salazar
- Felipe Sánchez
Todos estudiantes de tercer año de la Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Sin embargo, existe gran diversidad en cuanto a las especialidades que queremos seguir. Mientras Álvaro y Martín se inclinan por Ingeniería Ambiental, Antonio lo hace por Ingeniería Estructural y Felipe Ingeniería en Transporte. Sin embargo, es por esta misma diversidad que creemos que podemos implementar un buen proyecto, complementando nuestros gustos y habilidades.
Como grupo estamos muy motivados por desarrollar un trabajo digno del nivel que se merece el MIM y nuestra escuela.
¡Esperamos sus visitas!
Grupo 33


