viernes, 16 de octubre de 2009

Fibra de Vidrio - ¿Cómo se Trabaja? - Video Ejemplo

En esta sección veremos una importante parte de la actividad que se debe realizar para construir el prototipo con fibra de vidrio. Dado que ya elegimos este material, en esta entrada explicamos cómo se trabaja con fibra de vidrio, para que el lector pueda enterarse mejor de los pasos que seguiremos para construir el barco:

Lo primero será preparar la pieza que se desea construir en fibra de vidrio y para ello se utiliza algo que sea fácil de trabajar y modelar, como lo es la espuma muy comprimida que se muestra en la foto a continuación. Ésta es fácil de conseguir, en sitios donde arreglen camiones frigoríficos, por ejemplo, y hasta incluso en floristerías.




Fotografía de la fibra ya cortada en trozos pequeños, para que sea más fácil trabajarla, y el pincel con que se aplica:


Se requiere de una base, en el caso de la foto, se utiliza madera para apollar la pieza que se pretende elaborar.



También es menester conseguir un recipiente en el que se coloca la resina y el catalizador, mezclándolos hasta que quede homogéneo. La mezcla se prepara a un 2 o 3 %, osea resina al 97% y catalizador 2 o 3%. Si se vierte más cantidad de la debida, no se tendrá el suficiente tiempo para trabajar con la resina, y si se coloca menos, costará más y posiblemente no cojerá la consistencia deseada. En caso más extremo, podremos llegar hasta un 8% de catalizador. Se calcula aproximadamente, no tiene por qué ser exacto.





Primero se aplica la resina sobre el molde:


Acto seguido, se ponen los trozos de fibra sobre el molde, aplicándolos con la misma brocha y dando pequeños golpes con el pincel para extraer las posibles burbujas de aire:



Y una vez terminada la aplicación de la resina y la fibra, se deja secar unos 20 minutos más menos. Acto seguido y antes de que acabe de fraguar, se procede a cortar con un cúter por la parte que está pegada a la madera.



Se separan y se deja que termine de fraguar antes de aplicarle la macilla, unos 30 minutos aprox.



De este modo se trabaja básicamente la fibra de vidrio. Esperamos que haya quedado bastante claro el método que ocuparemos para construir en las etapas siguientes, nuestro prototipo de embarcación a pequeña escala.

Fuente: http://www.hard-h2o.com/saltapagtema/24967/0.html


Y también, presentamos un video contenido en Youtube, de un barco pro fibra de vidrio, el que se puede ver a continuación:

Estabilidad - Análisis de Estabilidad

Presentamos a continuación un aspecto fundamental dentro de los planes de diseño del prototipo del barco, el análisis de Estabilidad. En éste se busca lograr un modelo que se encuentre en equilibrio estable y que sea hidrodinámico.

Para ello, adjuntamos por el momento estas hojas hechas en el programa maple, donde se aprecian aproximaciones de los cálculos de los centros de carena y de gravedad de un cono y una semiesfera, que corresponden a las dos alternativas de aproximaciones que tenemos para la punta del barco. También ahí se incluye todo el desarrollo paso a paso de la estabilidad del prototipo:

Cono y Esfera Estabilidad Grupo 51 (vía Megaupload)
Cono y Esfera Estabilidad Grupo 51 (vía Rapidshare)

Así, calculamos el centro de gravedad del barco y el de carena, de dos maneras, con el fin de establecer la condición CM>CG= (I_eje"r"_eje"r") /Vc. Luego comparando ambas en las hojas de Maple adjuntas, llegamos a la conclusión de que ocupar una u otra no afecta mucho para efectos de nuestros propósitos.

En seguida, presentamos el trabajo que hicimos a mano para el análisis completo de estabilidad, de momento, en fotos (pretendemos actualizar lo más pronto posible con una hoja en word y todo escrito en editor de ecuaciones). Cabe destacar que tuvimos que usar maple, para calcular integrales y en momentos que no disponíamos de este, hicimos cálculo duro a mano:













































































































Y también presentamos la versión momentánea descargable por cualquiera de los dos siguientes links:

Análisis de Estabilidad Grupo 51 (vía Megaupload)
Análisis de Estabilidad Grupo 51 (vía Rapidshare)

Tras este detallado análisis, confirmamos que el prototipo de nuestra embarcación se encontrará en equilibrio estable en todo momento, bajo condiciones normales, vale decir, ante las exigencias de lo que las bases del proyecto requieren.

Diseño Preliminar

Por fin, luego de tantos cálculos y varios análisis, podemos presentar en esta sección, un diseño preliminar básico del modelo del prototipo de nuestra embarcación. El diseño está realizado en el programa Inventor, en su versión 2009. Carlos Pino se dio esta gran labor y el resultado es más que agradable a la vista.

A continuación, se presentan todas las vistas que le sacamos al archivo .ipt del programa, que tenía el modelo en 3D:

Vista 1:













Vista 2:












Vista 3:












Vista 4:
















Vista 5:














Vista 6:














Vista 7:











También hemos puesto a disposición dos links para que puedan descargar un archivo rar con todas las vistas. Pueden bajar por cualquiera de los dos links, el que más os guste:

Diseño Preliminar Grupo 51 (vía Megaupload)
Diseño Preliminar Grupo 51 (vía Rapidshare)

Como es posible apreciar, hemos dedicado una parte importante de tiempo en dibujar la mayor cantidad de vistas que hemos podido, para que pueda ser mças comprensible el objetivo de prototipo que pretendemos construir. De esta manera, el lector puede ver desde todos los ángulos la embarcación.

En otra sección, presentamos las medidas de la embarcación que estimamos y también presentamos el análisis de estabilidad, lo que posibilita entender mejor todas las partes que contiene este diseño.

jueves, 15 de octubre de 2009

Elección de Materiales y Costo

Los materiales a utilizar en la construcción del prototipo serán los siguientes:
Base:
-Fibra de vidrio y/o Madera de balsa.
Placa receptora del chorro de agua:
-Fibra de vidrio.
Estructura que sostiene la placa receptora:
-Tubo de PVC.
Algunas propiedades relevantes de los materiales antes mencionados son:

-Fibra de vidrio:
-Muy flexible.
-Gran aislamiento térmico.
-Posee una densidad de 1,6.
-Alta dureza.
-Altamente resistente a la tracción.
*El costo de este material fluctúa entre los $11.000 y los $15.000 (el kit que contiene todo lo necesario para la realización del bote).


-Madera de balsa:
-Muy liviana (es la madera de menor peso que se conoce).
-Densidad de 0.1 a 0.15, lo cual la hace muy ligera.
-Resistente.
-Gran capacidad de aislamiento térmico.
-Fácil de trabajar, ya que es fácil de cortar y pegar.
-El promedio esta madera está entre 130 y 160 kg/m³.
*Su valor varía entre $500 y $800 cada vara de 930x80x1,5mm.

Luego de un exhaustivo estudio se llegó a la conclusión de que el mejor material para la fabricación del barco es la fibra de vidrio, ya que es muy flexible y permite moldearla de acuerdo a la forma que se desea construir el barco.

Hemos cotizado dos kit de fibra de vidrio, que contienen lo siguiente:

Kit parche fibra de vidrio 30 cm^2 ($22900)

Contiene:

-1 Kg Resina poliéster con cobalto 6% incorporado (acelerante)
-1 Paño (50 x 60 cm) Fibra de Vidrio Mat 225 Gr/mt2
-1 Paño (50 x 60 cm) Fibra de Vidrio Mat 450 Gr/mt2
-20 grs Catalizador Peróxido Mek
-½ Lt Diluyente poliéster
-100 grs aprox. huaipe de seda
-100 grs aprox. masilla
-1 Par de guantes
-1 Brocha de 2 ½ * ½
-1 Lija de madera N°100
-1 Pliego papel celofán
-Folleto Instrucciones

Kit parche fibra de vidrio 60 cm^2 ($29900)

Contiene:

-2 Kg Resina poliéster con cobalto 6% incorporado (acelerante)
-1 Paño (80 x 120 cm) Fibra de Vidrio Mat 225 Gr/mt2
-1 Paño (80 x 120 cm) Fibra de Vidrio Mat 450 Gr/mt2
-40 grs Catalizador Peróxido Mek
-½ Lt Diluyente poliéster
-100 grs aprox. huaipe de seda
-200 grs aprox. masilla
-1 Par de guantes
-1 Brocha de 2 ½ * ½
-2 Lija de madera N°100
-2 Pliego papel celofán
-Folleto Instrucciones

Dado el requisito de las bases de no gastar más de $15000 en los materiales para la construcción de la embarcación, es que procederemos a comprar junto con otro grupo uno de los dos paquetes anteriores, para poder ahorrar dinero, reducir el gasto, colocarlo dentro de los límites presupuestados y no tener pérdida de material, aspecto que sucedería si compramos solos cualquiera de los dos kit.

miércoles, 14 de octubre de 2009

Selección de Cualidades para el Diseño Preliminar

Dado el análisis realizado en la sección de ventajas y desventajas de cada diseño pensado en el brainstorming, hemos recopilado aquellos aspectos, que consideramos son los más adecuados para el prototipo de pequeña embarcación que deseamos construir. Dichas cualidades las describimos a continuación:

-Placa receptora en forma de soquete de ampolleta, para recibir y concentrar el chorro de fluido que dará el impulso a la embarcación.

-Modelo en general con curvas (a definir todavía - consultar).

-Terminación en su parte posterior con forma recta, para facilitar la construcción y dado que nuestros propósitos son avanzar y no retroceder, decidimos elegir este aspecto y rechazar otros.

-Terminación en la proa será en punta, para cortar mejor el fluido sobre el cual navegará el prototipo.

-Falta determinar la posición exacta de la botella, lo que veremos en el análisis matemático, para poder otorgar la estabilidad óptima a la embarcación.

-Falta determinar si la base de la embarcación será terminada en punta o redondeada, aspectos que se consultarán respectivamente con el instructor o el profesor de la sección.

Análisis de Ventajas y Desventajas de los Diseños del Brainstorming

A continuación, se presenta un análisis básico sobre las distintas ideas que surgieron en el Brainstorming, en el cual enumeramos las principales ventajas y desventajas de cada diseño:



















Idea 1:

Ventajas:

-Corta bien el agua en su parte delantera, por lo tanto, permite más velocidad e intrusión en el fluido en el que se encuentra.
-Sería bastante fácil de hacer con madera.

Desventajas:

-El hecho de que sea un diseño recto en varios lugares en vez de redondeado, esto provoca que el fluido pase con menos naturalidad por el prototipo, luego causa más lentitud en el avance del barco.
-El diseño es poco estético.
-La placa está fija(requerimos de una placa movible y ajustable a la altura que se quiera).

Idea 2

Ventajas:

-Corta bien el agua en su parte delantera, por lo tanto, permite más velocidad e intrusión en el fluido en el que se encuentra.
-Este diseño mejora en comparación con el anterior en la parte hidrodinámica, pues su forma redondeada permite el flujo más natural del agua y con ello frena menos la embarcación al avanzar.
-La placa tiene forma de "u" para poder recibir mejor el chorro y concentrarlo.

Desventaja:

-La placa nuevamente no se mueve, está fija y además, tiene que ir más arriba de lo que se ve en la figura.



















Idea 1

Ventajas:

-La placa está en forma de "u" para recibir el chorro de agua y concentrarlo.
-El diseño es fácil de construir, dado que presenta simetrías en cuanto a la base.
-La placa es movible y se ajusta a la altura adecuada.
-La parte que está sumergida termina en punta, luego corta mejor el fluido en el que navega.

Desventaja:

-La parte delantera del barco es recta, luego en esta sección el barco no corta de manera eficiente el agua, lo que ocasiona roce innecesario.

Idea 2

Ventajas:

-De perfil, es la idea óptima, pues dada su analogía con una lancha, corta bastante bien el agua.
-Presenta la placa en forma de soquete de ampolleta(paraboloide), lo que permite nuevamente concentrar el chorro de agua que impulsará la embarcación.

Desventaja:

-Influye demasiado el lugar donde coloquemos la botella llena de agua(en cuanto a proa-popa, no con respecto a los lados, pues ahí queda claro que tiene que ir centrada), ya que dada la forma, si la colocamos muy atrás, le quitará estabilidad y el prototipo se volcará; en cambio, si la situamos en el lugar preciso, va a contribuir con estabilidad.

































Idea 1

Ventajas:

-Los flotadores que posee alrededor de la cubierta evitarían un posible volcamiento de la embarcación.
- El aporte en estabilidad de los flotadores permite disminuir el tamaño de la embarcación y reducir los costos en materiales para su fabricación.

Desventajas:

-Es posible que los flotadores eviten el volcamiento, pero no sean capaces de devolver a la embarcación a su posición de equilibrio, o sea, quizás el barco navegue inclinado. Si la embarcación navega inclinadam entonces los flotadores estarán en contacto con el agua del canal y disminuirán considerablemente la velocidad de desplazamiento de la embarcación.

Idea 2

Ventajas:

-Los estabilizadores laterales agregados a la embarcación contribuirán enormemente a evitar el volcamiento de la balsa.
- Los estabilizadores permitirán reducir el tamaño de la embarcación, reduciendo asi la perdida de velocidad por fricción con el agua.

Desventajas:

- Similitud con Catamaranes puede hacer que no cumpla con las condiciones del proyecto.
- Esta poco trabajado el diseño de la balsa principal, mejorandola, lograremos mayor estabilidad y velocidad de traslado en la embarcación.

Brainstorming - Lluvia de Ideas

Una de las etapas iniciales en todo proyecto a elaborar, es la que corresponde al Brainstorming o también denominado "Lluvia de Ideas".

Nosotros pusimos hora y fecha a una reunión únicamente dedicada a crear ideas y buscar alternativas de diseños diferentes, novedosos y útiles para lo que buscamos: un prototipo de embarcación pequeña que cumpla con condiciones básicas de estabilidad, flotación y rapidez, según las bases del proyecto determinadas en otra sección de este blog.

En esta reunión, salieron las siguientes ideas, las que se pueden ver expresamente en los dibujos que realizamos durante dicha junta. Los bocetos se presentan a continuación:





































































O también pueden ser descargados en un rar que los contiene todos, en cualquiera de los siguientes links:

Bocetos Brainstorming Grupo 51 (vía Megaupload)
Bocetos Brainstorming Grupo 51 (vía Rapidshare)

martes, 13 de octubre de 2009

Asignación y Distribución de Actividades

En todo proyecto, otra de las etapas iniciales y no menos importante de llevar a cabo, es la que corresponde a la organización entre los miembros del grupo de trabajo. En dicha organización se pretende trazar directrices de trabajo y para ello se determinan todas las actividades a realizar durante el proyecto, aspecto que ya detallamos en la Carta Gantt que mostramos en una entrada anterior.

El siguiente paso es asignar a cada integrante del grupo una o más labores a realizar a lo largo del proyecto, para que la realización de éste sea más eficiente y pueda cumplirse el plazo determinado.

A continuación, presentamos la distribución de tareas y actividades que le corresponderá a cada miembro del grupo:














O también, está la versión descargable mediante cualquiera de los siguientes links:

Asignación de Labores Grupo 51 (vía Megaupload)
Mirror (alternativa de descarga vía Rapidshare)

Cabe destacar, que si bien se ha hecho una distinción y distribución de actividades para cada miembro del grupo, ello no excluye el hecho de que cada uno de los integrantes tiene directa participación en todas y cada una de las etapas del proyecto, sólo que en esta asignación, hemos determinado uno o dos encargados por sección, de manera que supervise y se preocupe de que la labor sea llevada a cabo y de manera adecuada.

Por otro lado, el encargado de mantener el blog, editar las entradas y subir el material correspondiente es Marcelo Concha (webmaster).

Carta Gantt

Para todo proyecto a realizar, se necesita una planificación adecuada y basada en las diferentes etapas por las cuales hay que caminar para poder llegar a la construcción final del prototipo. Con esto en mente, hemos decidido realizar una Carta Gantt que contiene las principales etapas que pretendemos seguir a lo largo de este proyecto.

Hemos dividido las etapas del proyecto en tres grandes fases:

-Diseño Preliminar
-Análisis Teórico Matemático
-Construcción, Prueba, Mejoras y Reconstrucción.

Dentro de cada fase, se encuentran todas las actividades a realizar durante este semestre, con la respectiva planificación. En el Cronograma de Planificación se pueden apreciar los meses de trabajo, que son Octubre y Noviembre, los días de cada mes con la respectiva inicial (L para lunes, M para martes, Mi para miércoles, etc), y la actividad correspondiente con la cantidad de tiempo que estimamos demandará, coloreada según los días que tome.

Carta Gantt Grupo 51:







O también puede ser descargada mediante cualquiera de los dos links que se ven a continuación:

Carta Gantt Grupo 51 (vía Megaupload)
Mirror (alternativa de descarga vía Rapidshare)

En dicho documento se puede apreciar en detalle todo lo anteriormente señalado.

¿Quiénes Somos? - Contacto

Somos un grupo de estudiantes de tercer año de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Actualmente estamos cursando el ramo Mecánica de Fluidos y todos pertenecemos a la sección 2 del mismo, la cual está a cargo del profesor Cristián Escauriaza. También existe la sección 1 y está a cargo del profesor Rodrigo Cienfuegos.

Para el presente proyecto, ambas secciones tienen un instructor o guía en común, Gastón Espinoza, que es el encargado de comunicarse continuamente con los distintos grupos para coordinar diferentes actividades y para informarles de noticias y actualizaciones con relación al proyecto.

Nuestro grupo, consta de cuatro personas, las que se muestran a continuación:




Marcelo Concha
Estudiante 3er año de Ingeniería Civil
mail: miconch1@uc.cl








Carlos Pino
Estudiante 3er año de Ingeniería Civil
mail: carlospinosm@gmail.com








Jesús Urra
Estudiante 3er año de Ingeniería Civil
mail: jesusurra@gmail.com









Camila Zanforlín
Estudiante 3er año de Ingeniería Civil
mail: camizanforlin@gmail.com









Para contactarnos, pueden escribir a nuestro mail ich1102.grupo51@gmail.com o al mail de cualquiera de los integrantes del grupo.


Bienvenida, Presentación e Iniciación del Proyecto

¡Damos la bienvenida a todo visitante a nuestro blog, el cual comienza a funcionar a partir de este momento!.

Nuestro blog constará básicamente de todo el desarrollo paso a paso de un proyecto para el curso Mecánica de Fluidos, el que consiste en la construcción de un prototipo de una pequeña embarcación con ciertas características y requerimientos necesarios. Para leer dichos requerimientos puedes descargarlos en cualquiera de los siguientes links:

Bases Proyecto Prototipo Pequeña Embarcación (descarga vía Megaupload)
Mirror en Rapidshare (alternativa de descarga vía Rapidshare)

También puedes revisar el documento online en la página del Curso Mecánica de Fluidos sección 2 en el siguiente link (requisito ser alumno de la Escuela de Ingeniería UC y esta logueado):

Bases Proyecto Prototipo Pequeña Embarcación

Con esto damos inicio al Proyecto y desde ya esperamos poder cumplir a cabalidad con los requerimientos del proyecto y poder sacar gran provecho de esta actividad, que nos permitirá crecer como alumnos, futuros profesionales y como personas.