Presupuesto:

Aca les presentamos el presupuesto obtenido para la construccion del prototipo.

Diseño Final

Nombre: "¿Cuál brilla más?"


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.

Otras consideraciones

En base al objetivo perseguido, decidimos evaluar los tamaños y características de las ampolletas a encender, es necesario que se pueda observar las distintas intensidades que provocan las diversas velocidades de chorro, además claramente al ser un prototipo la fuerza que lograremos con el chorro no es suficiente para encender ampolletas muy grandes o luminosas, para esto fuimos a un local comercial enfocado a distintos aspectos de la electrónica, y pedimos una pequeña muestra de las ampolletas con que ellos contaban, claramente al ser una local comercial no obtuvimos una gran muestra, a pesar de esto logramos aproximar de cierta forma las características de las ampolletas, las cuales las conseguiremos de un auto de juguete perteneciente a uno de los integrantes.

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 primer ensayo consistio en verificar empiricamente, que con diferentes alturas de agua, se logra mayor potencialidad.
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.

Cumplimiento de las Condiciones de Diseño

¿Qué nos pidieron?
- 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.