¿Cumple nuestro prototipo las condiciones que impusimos antes para el diseño?

La primera condición que tenemos que cumplir es que el costo no puede superar la suma de $20.000, y como vimos en la estimación de costos, nuestro dispositivo tiene un costo estimado de $18.000.

Por otra parte, las condiciones que habíamos dicho antes que tenía que cumplir el dsipositivo son las siguientes:

Se tiene que mostrar claramente el desplazamiento del objeto central hacia el centro. Para que esto suceda, el objeto tiene que estar lleno con un fluido con menor masa específica que el fluido que lo rodea. De lo contrario el objeto no se iría hacia el centro si no hacia afuera.

Sí cumple esta condición, ya que el fluido será agua y el cuerpo que se desplaza hacia el centro es una pelota de ping-pong que está llena de aire que tiene menor masa específica que el agua.

El experimento debe permitir que el usuario interactúe con él, permitiéndole modificar la velocidad con la que gira (de forma que el mismo usuario proporcione la aceleración responsable del movimiento).

Sí cumple esta condición, ya que el dispositivo tendrá una manilla para que el usuario proporcione el movimiento.

El objeto central debe estar libre en el fluido que lo rodee para evitar problemas de roce entre el contenedor y el objeto.

Sí cumple esta condición, ya que las dimensiones de la caja de acrílico son mucho mayores a las de la pelota de ping-pong, por lo que no tendremos problemas de roce.

Finalmente el experimento debe además exponer la comparación entre un objeto de mayor y menor masa específica que el fluido que lo rodea, mostrando como respectivamente el primero tiende a irse hacia los extremos mientras el segundo va hacia el centro, de esta forma al contraponer las dos situaciones tendrá más impacto el fenómeno.

Sí cumple esta condición, ya que en la plataforma que gira tendremos dos tubos, uno con un cuerpo de mayor masa específica y otro con menor masa específica que el agua, por lo que se podrá distinguir fácilmente el fenómeno. Además tendremos un tercer tubo donde el usuario podrá relacionar este fenómeno con una sitacuón cotidiana que es la flotación de los cuerpos en el agua.

Evaluación del prototipo

El prototipo aún está en construcción, por lo que la próxima semana iniciaremos las pruebas de su desempeño.

Pero lo que sí hemos hecho para saber si está bien la escala que estamos ultizando, es experimentar de manera simple el fenómeno, probando con botellas plásticas con agua y con cuerpos dentro de ellas y las hacemos girar, para saber si funciona, y felizmente se alcanza a apreciar el fenómeno a la perfección.

Diseño del prototipo

Luego de revisar los materiales que finalmente ocuparemos para la construcción del dispositivo y analizar bien el diseño llegamos a la siguiente propuesta:

VISTAS ISOMÉTRICAS

VISTA INFERIOR

VISTA SUPERIOR

VISTA LATERAL

VISTA POSTERIOR

Estimación de costos

Esta semana nos juntamos a estimar el costo de nuestro proyecto y salieron a flote las primeras dificultades.

Principalmente sobre qué tipos de materiales vamos a ocupar y cómo conseguiremos el mecanismo de rotación para centrifugar los tubos.

Para los tubos, creemos que el material más apropiado es el acrílico, obviamente transparente. Buscamos consejo en el encargado del laboratorio del departamento y nos dijo que este material es caro, pero que averiguaramos en la empresa "Norglas". Cotizamos en esta empresa y en otras el precio de los tubos de acrílico, pero en todas las empresas bordeaba los $50.000, ya que sólo vendían los tubos de 1,8 mts. Por lo tanto, decidimos comprar trozos de acrílico para armar paralelepípedos alargados con lo que se redujeron considerablemente los costos, ya que compramos los trozos para hacer 3 cajas de acrílico de 10 cm x 10 cm x 30 cm, y esto nos salió $8.140. Con esto queda solucionada nuestra problemática con los tubos.

Para el mecanismo de giro, buscamos en ferreterías y en Homcenter y encontramos estas dos opciones:

Lo mejor era comprar la segunda pieza que se llama "plato giratorio", que es un rodamiento bastante sencillo al que se le pueden apernar piezas de madera para las bases, y se adapta bien a lo que queremos. Primero averiguamos en Homecenter y costaba $12.000, pero como necesitamos dos piezas era imposible comprar ahí porque sólo con eso ya superabamos la cuota del proyecto, por lo que seguimos averiguando. Finalmente llegamos a la ferretería "El carpintero", donde encontramos exactamente la misma pieza pero con una gran diferencia de precio, en este lugar costaba sólo $1.000, por lo que compramos en este lugar.

Los otros materiales que necesitamos son: dos bases de madera circulares, una para los tubos y otra para la manilla, la manilla, la huincha que une las dos plataformas que giran y las pelotitas que irán dentro de las cajas de acrílico con agua. Para estos materiales estimamos un costo cercano a $8.000.

Una estimación final de los costos es cercana a $18.000, luego estaremos dentro del rango de costo exigido para el proyecto.

Solución Definitiva

Esta semana nos juntamos todos para definir exactamente el proyecto a realizar. Acordamos en que utilizaremos los tubos, sin embargo le hicimos algunas modificaciones y esto fue lo que quedó:
La idea será mostrar el efecto mencionado anteriormente debido a los gradientes de presión y mencionar una aplicación directa en la vida real, esto es, la flotación. Recordemos que los objetos flotan debido a un gradiente de presión vertical, siempre y cuando el objeto tenga una menor masa específica que el fluido en el que está inmerso. Para mostrar esto, tendremos tres tubos con agua. Dos de ellos serán centrifugados, uno con pelotas de ping-pong (menos masa específica que el agua) y otro con varias pelotas pequeñas con mayor masa específica que el agua.
Lo más discutido fue cómo centrifugaríamos los tubos. Finalmente llegamos a la conclusión de que este proceso será simlutáneo para estos dos tubos con un mecanismo que los acoplará. Éste corresponde a una base circular que girará sobre otra base fija (similar a un toca discos) por medio de un rodamiento y en su eje estarán los tubos fijos de un extremo. Los tubos tendrán una pequeña inclinación hacia arriba a medida que nos movemos en la dirección radial de la base circular y esto lo lograremos fijando el extremo exterior de los tubos a algun soporte que esté a mayor altura que el centro. Con esto, luego de centrifugar, las pelotas volverán a su posición original para poder realizar el experimento nuevamente.
Para hacer girar este mecanismo rodearemos la base circular con una huincha de goma que también rodeará a otra base circular que tendrá una manilla para que el usuario la haga girar. Así, el giro se hará a una distancia prudente para no interferir visualmente con el fenómeno que se desea mostrar.
Finalmente, el tercer tubo estará en posición vertical con una pelota de ping-pong y otra similar a la del segundo tubo, con mayor masa específica que el agua, para mostrar lo que pasa en el día a día con la gravedad y los cuerpos flotantes.
El tercer tubo sería opcional, dependiendo de la cantidad del presupuesto utilizado. Además nos gustaría acompañar el proyecto con paneles explicativos para una mejor comprensión del fenómeno mostrado, sin embargo, es lo de menor prioridad.