Control del paso al descender
| Título | Control del paso al descender |
|---|---|
| Tipo de Proyecto | Proyecto de Titulación |
| Palabras Clave | cuerpo denso, acto, del menos al mas, dispersión e |
| Período | 2011- |
| Carreras | Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property. |
| Alumno(s) | Fabiola Rios Lucero, Juan Pablo Gallo |
| Profesor | Arturo Chicano |
DEL MENOS AL MAS
La concepción de un cuerpo denso como forma primera que pasa a ser una figura de mayor volumen disipándose de manera estructural, es el punto de partida para el estudio y observación del título. Comprendemos a esta situación del “menos al más” como un escenario en que varios elementos se encuentran para poder conformarse como un acto de tiempos desiguales y factores definidos. Distinguimos como elementos conformadores del acto a cuatro principales a los cuales nombramos, definimos y buscamos en cada observación posterior. Los cuatro elementos que conforman el acto son el cuerpo que se define como la masa que se desplazara, la fuerza que se define como la energía que hará salir al cuerpo de su estado de inercia, el medio que se define como el espacio físico en que el cuerpo se desenvolverá, y finalmente el gatillante que se define como el punto en que la energía se libera. Si logramos definir en cualquier situación a estos 4 elementos podremos comprender el desarrollo de cada cual y aislarlo como forma para estudiarlo. La conformación de un “menos a un mas” –en este caso- nos hace necesariamente analizar situaciones grupales en las que la masa que se desplaza son N cuerpos unidos bajo un mismo fin, unión que no necesariamente es tangible y tiene más que ver con una meta común.
CAMPO DE OBSERVACIÓN
Estudio Previo
Como premisa para adentrarse en el estudio del proyecto, se indago en carpetas de títulos anteriores, el primero de ellos nos lleva a comprender cambios formales en cuanto a expresión de los cuerpos, esto lo deja presente en su observación de los animales, estudio que nos da pie para abrir el camino a la investigación de la extensión del cuerpo aumentando su volumen, enfocándonos al acto del menos al más. Por ejemplo al observar a las aves donde existe un recorrido y pliegue de las formas, distingue momentos de reposo que envuelven el volumen apareciendo así un núcleo volumétrico. Esto se logra ver cuando el ala está envuelta formando un volumen denso que luego se extenderá una vez desplegada el ala. Esta extensión se presenta en diversas especies, ya que lo utilizan como su manera de transporte, manera de alimentarse o de descanso. El segundo estudiante nos lleva por el camino de cómo se presentaría esta extensión del cuerpo. La extensión se define como un aparato capaz de recorrer un terreno irregular, avanzando así por un horizonte distinto del suelo que recorre y con un ritmo propio.
Observación del acto en lo artificial
Comenzamos este estudio observando el comportamiento del flujo de personas dentro de la ciudad, por esto nos situamos donde transcurre el mayor número de gente dirigiéndonos así al plan de Viña Del Mar y Valparaíso. Al principio fue difícil definir este acto, ya que por lo general ocurre al revés “de más a menos”, pero al detenerse y observar desde una cierta altura se puede ver que al ponerse la luz roja para los peatones, estos se aglomeran en la esquina de la calle esperando para poder cruzar. Cuando esto ocurre se dispersan en forma lineal extendiéndose hasta llegar a la otra esquina donde una vez más se dispersan en distintas direcciones dirigiéndose a sus respectivos destinos. Ocurre lo mismo con los autos y las micros, claro que con diferentes velocidades, cuando les dan luz roja tienen este tiempo de espera, el suficiente para aglutinarse y luego, cuando les dan la luz verde se extienden de manera lineal.
Observación del acto en lo natural
Posterior a la observación del flujo de las personas y la composición de la ciudad, la observación se vuelca al análisis del acto dentro de la naturaleza, por esto se comienza por la observación del mar. Una vez que se pone el mar como tema de observación, enseguida se percibe que dentro de la ola se encontraría el acto, ya que al apreciarlas estas presentan una dispersión de ondas sobre su superficie por efecto del viento, por lo tanto crea una transformación del plano a una elevación en forma circular provocando la ola.
Al observar con una cierta cantidad de tiempo esta secuencia, se distingue otro acto que sería el momento en que la ola revienta sobre el suelo plano, esto hace que pase de una dispersión de partículas de agua en muchas direcciones hacia un esparcimiento mayor, también en distintas direcciones, pero en forma plana.
Esto pone en evidencia dos momentos y por lo tanto dos actos (Croquis 1 y 2), el primero ocurre a mayor velocidad que el segundo, ya que este es cuando la superficie del mar pasa del plano a la elevación circular (la ola) y el segundo de la dispersión “desordenada” hacia una dispersión plana, ordenada y de mayor dimensión (la ola reventando en la costa).
Luego de observar las olas reventando en la costa, la mirada se detiene en las gaviotas que se encuentran en la orilla o los albatros descansando en las rocas esto lleva a observar su comportamiento en conjunto e individualmente, gracias a esto se distingue que responden al grupo, por ejemplo si las gaviotas se encuentran descansando ya sea en las rocas o en la orilla basta que una de ellas emprenda el vuelo para que el resto la sigue inmediatamente, pero no todas de una vez si no “por turno” ocurre lo mismo cuando se les observa buscando alimento rodeando la superficie del mar a poca altura y van cayendo en picada al mar en secuencia, como si respondieran a algún orden estudiado. Esto puede compararse con la observación de las micros en la ciudad, ya que cuando se concentran en un paradero estas están dispuestas en fila y una vez que toman a los pasajeros van saliendo según su orden extendiendo esta fila de forma lineal. Luego del análisis del acto del menos al más en la costa, la observación se dirige a lo natural en el plan donde nos encontramos con plazas, las cuales nos llevan a mirar con detención ciertos arboles, donde se puede concluir que existe una figura primera que se deforma para alcanzar una adaptación acorde al viento que la precipita. Los arboles transforman su figura icónica de árbol, la proyección formal de su copa y tronco, a algo que no percibimos como natural en ellos. Dependiendo del entorno en que se encuentre, una forma inclinada que nos dice de lo que su entorno es para él o desorden de su follaje multiplicando su forma. No se percibe al viento chocando el árbol y transformándolo, sino al árbol adaptándose al viento que lo estremece buscando una figura segunda que lo hace distinto. El árbol no está diseñado para cortar el viento pero se acomoda para ser parte del trazo que este forma como su camino. Se piensa entonces en el acto en que dos tiempos, en donde el primero parte de una forma definida y un segundo que se desencadena por el viento que lo derrumba. Ambas figuras corresponden a un mismo cuerpo, cuerpo que logra adaptarse al viento que lo aqueja, una figura que puede hacer caer en la cuenta de los distintos entornos en los que puede estar situada. Al releer las observaciones anteriores se cae en la cuenta que en ciertas oportunidades aparecen las ondas las cuales cumplen con el acto “del menos a más”, por esto se piensa en el sonido y la capacidad del entorno de contener sonidos tan diversos como puntos de donde nacen estos. Comprendiendo al sonido como un estimulo para el ser humano que tiene frecuencia y volumen. Podemos definirlo como: un desfile de ondas que contienen un punto cero que es donde se crea y la prolongación de cada una de estas ondas hasta donde la amplitud de curva lo permite, lo mismo ocurre cuando cae una gota a un recipiente con algún liquido. Esta gota al caer en el liquido y romperse genera ondas que van transmitiéndose y agrandándose en forma circular. Si nos basamos en esta definición podemos aislar esta figura de ondas y comprenderla como un cuerpo que se está expandiendo desde un centro, conformando una figura que se está difundiendo en un medio real y en un tiempo determinado.
Luego de analizar lo anteriormente observado diremos que cada tema responde a los cuatro elementos. Para el flujo de personas el cuerpo; es el individuo, la fuerza; llegar a su destino, el medio; la calle, el gatillante; la luz verde. Para los autos y las micros es lo mismo con la diferencia que el cuerpo, es la máquina. Los elementos que varían son de acuerdo a las particularidades de cada individuo o máquina. Por ejemplo, para el individuo, varia la velocidad según (edad, capacidades físicas, etc.) Y para la maquina según capacidades particulares de cada tipo. En el caso de las olas el cuerpo; es la ola, la fuerza; es liberar energía, el medio; es el agua, el gatillante; es el viento. Para las aves el cuerpo; es la bandada, la fuerza y el gatillante; es satisfacer una necesidad, el medio; es el ave. Para el árbol el cuerpo; es el follaje, la fuerza y gatillante; es el viento, el medio; es el árbol.
Análisis Científico
Para tener una visión más amplia y concreta de lo anteriormente observado se indaga en el análisis científico de cada tema. Se comienza con las olas las cuales son ondas mecánicas (es decir, perturbaciones de un medio material) de las llamadas superficiales, que son aquellas que se propagan por la interfaz (la frontera) entre dos medios materiales. En este caso se trata del límite entre la atmósfera y el océano. El viento crea una fricción con la superficie del agua produciendo cierto arrastre, dando lugar primero a la formación de rizaduras (arrugas) en la superficie del agua, llamadas ondas u olas capilares. Cuando la superficie pierde su lisura, el efecto de fricción se intensifica y las pequeñas rizaduras iniciales dejan paso a olas de gravedad. Las fuerzas que tienden a restaurar la forma lisa de la superficie del agua, y que con ello provocan el avance de la deformación, son la tensión superficial y la gravedad. Las ondas capilares se mantienen esencialmente sólo por la tensión superficial, mientras que la gravedad es la fuerza que tensa y mueve las olas más grandes. Cuanto mayor es la altura de las olas, mayor es la cantidad de energía que pueden extraer del viento, de forma que se produce una realimentación positiva. La altura de las olas viene a depender de tres parámetros del viento, que son su velocidad, su persistencia en el tiempo y, por último, la estabilidad de su dirección. Una vez puestas en marcha, las olas que se desplazan sobre aguas profundas disipan su energía muy lentamente, de forma que alcanzan regiones muy separadas de su lugar de formación. Así, pueden observarse oleajes de gran altura en ausencia de viento. Las olas disipan su energía de varias maneras. Una parte puede convertirse en una corriente superficial, un desplazamiento en masa de un gran volumen de agua hasta una profundidad considerable. Otra parte se disipa por fricción con el aire, en una inversión del fenómeno que puso en marcha las olas. Parte de la energía puede disiparse si una velocidad excesiva del viento provoca la ruptura de las crestas. Por último, la energía termina por disiparse por interacción con la corteza sólida, cuando el fondo es poco profundo o cuando finalmente las olas se estrellan con la costa. Tras investigar el mecanismo de las olas se presenta la siguiente interrogante ¿existirá este acto “del menos al mas” en el agua en estado gaseoso? Aquí existe una disipación de las partículas por lo tanto de la materia en donde las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras esto provoca un cierto comportamiento térmico de partículas de la materia donde existen cuatro cantidades medibles: presión, volumen, temperatura y masa de la muestra del material (o mejor aún, cantidad de sustancias medida en moles). Otro punto para tener en cuenta sobre los gases es que sus moléculas, en continuo movimiento, colisionan elásticamente entre sí y contra las paredes del recipiente que contiene al gas, contra las que ejercen una presión permanente. Si el gas se calienta, esta energía calorífica se invierte en energía. Continuando con la pregunta sobre los gases se piensa en analizar la creación y manera de funcionar de las nubes, las cuales son un hidrometeoro que consiste en una masa visible formada por cristales de nieve o gotas de agua microscópicas suspendidas sobre polvo atmosférico. Las nubes son de color blanco, ya que gracias a sus partículas de agua dispersan la luz del sol, la cual viaja a través de la atmósfera en ondas directas e invisibles. Este proceso se reconoce como “Teoría de Mie”. Esta teoría se trata de la dispersión de la radiación u onda electromagnética plana por partículas esféricas. A su vez este esparcimiento recibe el nombre de “Dispersión de Rayleigh”, esto quiere decir que la dispersión de la luz o cualquier otra radiación electromagnética por partículas mucho menores que la longitud de onda de los fotones dispersados.
El ojo humano ve colores porque percibe las radiaciones electromagnéticas de una parte del espectro llamado luz visible. La luz, que llega al ojo de fuentes directas como el Sol o reflejada en superficies, estimula los bastoncillos y los conos del ojo. Los bastoncillos distinguen la luz, mientras que los conos responden a distintas longitudes de onda en la luz que reciben y así diferencian los colores. La luz blanca, como la del Sol, es poli cromática, ya que contiene todos los colores con una intensidad casi uniforme. Cuando la luz atraviesa la atmósfera terrestre, algunos de los rayos son redirigidos o dispersados por las moléculas suspendidas en el aire y se producen fenómenos como el azul del cielo y los atardeceres rojos. Las gotitas de agua y los cristales de hielo dispersan los colores, lo que de día da a las nubes su color blanco característico.
Por otro lado la observación de las gaviotas y albatros nos abre la pregunta del comportamiento colectivo de los animales, el cual lo describen como el comportamiento coordinado de grandes grupos de animales similares y las propiedades emergentes de estos grupos. Entre las facetas que comprende este tópico se incluyen los costos y beneficios asociados con la pertenencia al grupo, la transferencia de información en el grupo, el proceso de toma de decisiones del grupo, y la locomoción y sincronización del grupo. El estudio de los principios asociados al comportamiento colectivo de los animales tiene relevancia para el tratamiento de problemas de ingeniería humana mediante la filosofía de la biomimética. Por ejemplo, determinar las reglas mediante las cuales un animal individual navega con relación a sus vecinos en un grupo puede conducir a avances en la disposición y control de grupos de micro-robots nadadores o voladores tales como Vehículos aéreos no tripulados. El comportamiento colectivo de los animales recibe el nombre de inteligencia de enjambre es una rama de la Inteligencia artificial que se basa en el comportamiento colectivo de sistemas descentralizados y auto-organizados. Los sistemas de inteligencia de enjambre están constituidos típicamente de agentes simples que interactúan entre ellos y con su ambiente. Los agentes siguen reglas simples y, aunque no existe una estructura de control que dictamine el comportamiento de cada uno de ellos, las interacciones locales entre los agentes conducen a la emergencia de un comportamiento global complejo. Ejemplos en la naturaleza incluyen colonias de hormigas, alineamiento de aves en vuelo, comportamiento de rebaños, crecimiento bacteriano y comportamiento de cardúmenes.
Esta búsqueda por el lado científico nos lleva a descubrir que existen formas y estructuras artificiales, realizadas por el hombre, imitadas del comportamiento animal y vegetal. Por ejemplo existe un algoritmo llamado “algoritmo de la hormiga” el cual se ha utilizado para soluciones cuasi-óptimas al problema del viajante de comercio. El algoritmo de la colonia de la hormiga puede funcionar continuamente y adaptarse a los cambios en tiempo real. Un ejemplo claro lo podemos observar en el problemas de enrutamiento de redes y sistemas urbanos del transporte. Los usos del algoritmo se utilizan para máquinas de aprendizaje y para problemas con una gran cantidad de datos. Por ejemplo, se ha estudiado crear un modelo del mantenimiento del cementerio donde las hormigas arraciman los cadáveres de sus semejantes. Esto se ha adaptado a la tarea de supervisión de las máquinas de aprendizaje, encargadas de agrupar los grupos de objetos que son similares. De hecho se han demostrado que tales formas modificadas de algoritmos dan un funcionamiento y una exactitud mejores que otros métodos. Paralelamente al análisis anterior se investigo sobre los arboles en donde nos encontramos con que estos son capaces de producir sus propios alimentos a través de un proceso químico llamado fotosíntesis. Para realizar la fotosíntesis las plantas disponen de un pigmento de color verde llamado clorofila que es el encargado de absorber la luz adecuada para realizar este proceso. Además de las plantas, la fotosíntesis también la realizan las algas verdes y ciertos tipos de bacterias. Estos seres capaces de producir su propio alimento se conocen como autótrofos. La fotosíntesis es un proceso que transforma la energía de la luz del sol en energía química. Consiste, básicamente, en la elaboración de azúcares a partir del C02 (dióxido de carbono) minerales y agua con la ayuda de la luz solar. (Imagen moléculas) Resultante de este proceso, es el oxígeno, un producto de desecho que proviene de la descomposición del agua. El oxígeno, que se forma por la reacción entre el CO2 y el agua, es expulsado de la planta a través de las estomas de las hojas.
Por otro lado respondiendo a la pregunta de las ondas sonoras, nos encontramos con que es una onda longitudinal por donde viaja el sonido, la cual se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasi periódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica. Las variaciones de presión, humedad o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a la de su vecina, provocando un movimiento en cadena. Esos movimientos coordinados de millones de moléculas producen las denominadas ondas sonoras, que producen en el oído humano una sensación descrita como sonido.
Modo de propagación:
El sonido (las ondas sonoras) son ondas mecánicas elásticas longitudinales u ondas de compresión. Eso significa que:
• Para propagarse precisan de un medio (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que éste sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido no permite que las vibraciones se transmitan. Así pues, sin medio elástico no habría sonido, ya que las ondas sonoras no se propagan en el vacío. • Además, los fluidos sólo pueden transmitir movimientos ondulatorios en que la vibración de las partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación o lo largo de la dirección de propagación. Así los gradientes de presión que acompañan a la propagación de una onda sonora se producen en la misma dirección de propagación de la onda, siendo por tanto éstas un tipo de ondas longitudinales (en los sólidos también pueden propagarse ondas elásticas transversales) • Si por ejemplo lanzamos un objeto al agua, una piedra, o simplemente el salto de una rana al agua, vemos que se forman unas ondas en el agua. Las ondas se mueven hacia fuera desde el punto que se lanzo el objeto y lo hace a una velocidad constante, a esta velocidad la denominamos "frecuencia" y a una altura determinad por el tamaño del objeto lanzado. El agua se mueve o desplaza por la presión que crea el impacto del objeto lanzado, ese movimiento en el agua son lo que denominaríamos las ondas en sonido. Como síntesis de lo observado y estudiado llegamos a pensar en formas que se repitan de manera estructural generando un tejido. Esto nos encamino hasta llegar a los fractales los cuales responde a un objeto semi geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. El término fue propuesto por el matemático Benoît Mandelbrot en 1975 y deriva del Latín fractus, que significa quebrado o fracturado.
A un objeto geométrico fractal se le atribuyen las siguientes características:
• Es demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos tradicionales. • Posee detalle a cualquier escala de observación. • Es auto similar (exacta, aproximada o estadísticamente). • Su dimensión de Hausdorff-Besicovitch es estrictamente mayor que su dimensión topológica. • Se define mediante un simple algoritmo recursivo.
No basta con una sola de estas características para definir un fractal. Por ejemplo, la recta real no se considera un fractal, pues a pesar de ser un objeto auto-similar carece del resto de características exigidas. Existen muchas estructuras naturales que son del tipo fractal. Este recibe el nombre de “fractal natural”, el cual es un elemento de la naturaleza que puede ser descrito mediante la geometría fractal. Algunos ejemplos son las nubes, las montañas, el sistema circulatorio, las líneas costeras o los copos de nieve. Esta representación es aproximada, pues las propiedades atribuidas a los objetos fractales ideales, como el detalle infinito, tienen límites en el mundo natural.
Infografia sobre las observaciones anteriores
PROTOTIPO 1
Observación
Observamos el descender desde la perspectiva de cómo el cuerpo distribuye su peso en post de la acción. Para que un cuerpo logre la acción debe haber un impulso primero que es el resultado de la sumatoria de la gravedad y peso del cuerpo mas una condicionante de fuerza inicial. Denotamos como particularidad primera que la acción se realiza en “pasos” y tiempos determinados lo que corresponden a una distribución del cuerpo en el espacio y por ende la distribución de su peso. El cuerpo se extiende en volumen formando dos momentos de equilibrio y dos de transición. Los de equilibrio corresponden a los dos extremos de la acción: el reposo de las extremidades y el momento en que se encuentran en su extensión máxima. Los de transición corresponden a cuando el peso del cuerpo se deposita en una de sus dos extremidades para dar paso a que la otra adopte posición receptora. Construimos un cuerpo partiendo de la premisa de una figura cubica y con un medio dado como es la duna. Nos aparece la inclinación de esta como un factor importante que determina la figura que descendera por ella. Se nos hace primordial utilizar curvas para construir el descender y los radios de estas para la construcción del paso.
Proceso
El primer prototipo parte por el estudio de las estructuras realizadas por Richard Buckmister Fuller, donde encontramos las cápsulas geodésica. Es por esto que para la estructuración de este, se comienza con la geometría de un domo al cual se le incorporan arcos colocados de forma tal (intercalados) que provocan mayor movimiento a la caída y ruedo de esta estructura. Estos arcos se repiten, pero ahora en mayor tamaño inspirándonos en los fractales, los cuales fueron estudiados en la observación anterior. El segundo prototipo es pensado desde un rombo para así poder contar con cuatro lados consecutivos en el ruedo, mostrándonos así los cuatro componentes que responderán a nuestra estructura. A este rombo se le incorporan arcos en dos caras contrarias de este para darle continuidad al descenso. Estos son de distintos tamaño para darle movimiento y zigzagueo a la forma de recorrido de este objeto. Para el tercer prototipo se quiso intentar nuevamente con la forma del prototipo dos pero con distinto material y más pequeño para darle mayor estructura y rigidez, ya que el anterior se realizo con alambre el cual no nos daba el control de caída que requeríamos. Finalmente se opto por un modelo que permitiera estructurar aun más el objeto por esto se llego a que el centro del prototipo debía ser un cubo. La diferencia de los prototipos anteriores seria la materialidad y tamaño, también se eliminaron los tensores que estructuraban a los arcos, ya que estos se formaron y rigieron por si solos por el tipo de material. Para la fabricación del prototipo final se utilizo listones de 1 por 1 pulgada, tuvo de PVC de 1,6 mm. Para lograr mayor flexibilidad, y pernos. Se comenzó por formar dos cuadrados de 1 x1 metro los cuales posteriormente se unieron con las aristas que conformarían al cubo. Luego en caras opuesta se hizo una sola pieza para los arcos de distintos tamaños estos se hicieron con PVC le cual se unión con la madera gracias a 16 pernos los cuales terminaron de estructurar el objeto. Para irnos aproximándonos a la estructura final se quiere lograr que esta estructura se expanda volumétricamente. Esto se obtendría aplicando una fuerza interna que se active en pleno movimiento esto se consiguió creando un arco de fuerza, ya que este se guarda a presión en forma de gatillo acumulando fuerza, este al tener contacto con el suelo se suelta provocando una fuerza que ayuda al giro en descenso.
Planimetría
Esquema de movimientos explica plásticamente como desciende el cuerpo por la duna.
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