Ciclo 3 - Investigación - Valentina Dietz
| Título | Ciclo 3 - Investigación - Valentina Dietz |
|---|---|
| Asignatura | Taller de Fabricación |
| Del Curso | Taller de Fabricación 2023 |
| Carreras | Diseño |
| Nº | 06 |
| Alumno(s) | Valentina Dietz |
Cilindro hexagonal fragmentado en un plano inclinado// Descomposición fragmentada en balance
El proyecto consiste en la búsqueda y el estudio de cómo un cierto objeto se desplaza sobre un plano inclinado eficientemente. Se va creando y modificando la topografía y entorno del objeto para poder controlar su caída y subida.
El sistema consiste principalmente en una medialuna volumétrica, la cuál controla el movimiento del objeto a través del balanceo. El interior superior de la base, es decir el camino por donde recorre el cilindro hexagonal, contiene montículos que resultan ser la contra forma de las caras del propio volumen. Lo cual permite un "enganche" a partir del encuentro de las superficies geométricamente similares - calce.
El objeto comprende de un cilindro hexagonal fragmentado que reparte su peso dentro de su cuerpo para comportarse de manera mas fluida, éste es irregular en sus medidas para poder mejorar lo mencionado anteriormente. Éste objeto se abre y se cierra a medida que existe una mayor inclinación de lado a lado, generando así un ritmo dentro de su cuerpo.
Finalmente se integran parámetros electrónicos, los cuales controlan éste balanceo a partir de motor y pesos que se mueven dentro de la misma estructura medialuna y así hacer del objeto un elemento independiente de fuerza externa aplicada por nosotros mismos.
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Sistema en Movimiento - Trayectoria Objeto
Sistema y sus partes
Base media luna
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La estructura base consiste en una medialuna levemente achatada tomando como referencia el centro de masa del objeto. Ésta se compone por 3 piezas de MDF (3mm) más 5 otras estructurantes. Las estructurantes se calzan entre piezas y generan así unión y mayor estabilidad.
Su función principal es permitir el movimiento del objeto de manera fluida y coherente, controlando los tiempos de bajada y subida. Contiene en su interior el sistema de electrónica y motores, y por otro lado también es la principal estructura en donde todo se reúne para crear la totalidad.
Camino sobre base
- Modelado y medidas principales: 2 opciones
Montículos en camino
Archivo modelado camino y montículos
Las contra formas se definen en el semicírculo y el triangulo. Ambas tienen un tamaño menor al del vacío en el objeto, ya que eso les permite un roce no excesivo para no atrapar ni interrumpir la fluidez del movimiento. Ambas cumplen la misma función, pero una con mas intensidad que otra para generar también este control de los fragmentos de manera sutil.
Éstas van de manera intercalada y simétrica dentro del camino: [ 2T - 3C - 3C - 2T]
Objeto - Cilindro hexagonal
El objeto que recorre sobre la estructura revela la forma de un cilindro hexagonal pero de manera irregular y fragmentada. Éste tiene sacados en forma de triangulo extruido horizontal, para poder tener un encuentro entre forma y contraforma y así poder generar mayor agarre del objeto en movimiento sobre la superficie.
Su irregularidad se debe a la distribución de pesos sobre el mismo para su flexibilidad fluidez dentro del movimiento. Contiene distintos fragmentos que explican de mejor manera los conceptos mencionados anteriormente.
- tres fragmentos de 15cmx5cm - uno de 14cmx5cm - uno de 13cmx5cm - uno de 12cmx5cm
- Planimetría 2d para corte láser:
Resultado Corte láser - Proceso Constructivo
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Circuito Motores
Rueda
- Medidas Rueda:
Riel
Motor
Electrónica - código arduino
Planimetrías
Vistas
Proceso investigativo y constructivo del Proyecto
I. Observación de formas naturales en un plano inclinado
El comienzo del proceso de estudio comprendió en una primera instancia acerca del estudio de las formas geométricas presentes en la naturaleza, para así poder adentrarnos en cómo funcionan los sistemas de manera eficiente y coherente. Por otro lado, se integra al estudio una máquina simple; el plano inclinado. El cual nos hace ver la parte física y matemática de las situaciones que nos rodean constantemente.
De este primer acercamiento, y a partir de la observación, se desprenden varios conceptos que nos guían en la búsqueda.
Se observa principalmente el comportamiento de insectos de cuerpo fragmentado y plantas trepadoras en situaciones específicas. Una se estas instancias es la sobrevivencia, pues las especies se van adaptando cada vez más para poder evolucionar y así sobrevivir.
- “Crecimiento en inclinación ascendente y/o descendente a partir de espirales en unión” -
La passiflora, es una enredadera que utiliza un mecanismo en forma de espiral para adherirse a otras ramas y así trepar de manera eficiente para poder escapar de la humedad y obtener mayor luz.
Información:
Las trepadoras suben en busca de la luz y huyen de la humedad del suelo, que favorece su putrefacción, y de la cercanía de los depredadores. Pero no pueden sostenerse por sí mismas, así que necesitan un soporte sobre el que elevarse.
Esa es la característica común de todas las enredaderas, aunque los sistemas que usan para sostenerse son muy distintos según las plantas. Algunas enrollan sus tallos alrededor de un soporte (un palo, el tronco de un árbol) y así, girando, van elevándose poco a poco creando un espiral. Son las llamadas trepadoras con tallos volubles.
También están las que tienen raíces aéreas, como las hiedras. Esas raíces no sirven para que la planta se alimente, sino que funcionan como una especie de ventosas que les permiten agarrarse casi a cualquier superficie.
Otras emplean zarzillos, pequeños tallos u hojas que se enrollan alrededor de un sostén y ayudan a la trepadora a extenderse.
- “Articulación de partes para fluir en una superficie irregular // Apertura y cierre” -
El cuerpo del chanchito de tierra comprende de varios fragmentos que le permiten cerrar y/o abrir su estructura frente a una amenaza.
Roce y fluidez en una inclinación
El chanchito de tierra (Porcellio scaber, oniscídeos) para sorpresa de muchos no es un insecto sino un crustáceo terrestre. Como tal, su cuerpo está recubierto por un caparazón que está dividido en siete segmentos regulares. Gracias a esta peculiaridad, tienen la habilidad de hacerse bolita. Este comportamiento es un mecanismo de defensa y lo utilizan cuando se sienten amenazados o si su espacio es muy pequeño.
En un plano inclinado, tiene la capacidad de anclarse desde sus patas para lograr no desplizarse tan rápido. Y también pueden hacerse bolita y rodar.
- “La fragmentación del cuerpo flexible permite la articulación fluida y constante para adaptarse a los obtáculos de la superficie de la topografía” -
Las orugas tiene un movimiento controlado en cierta inclinación, debido a la onda que pasa por su cuerpo al avanzar, empiezan con el empuje desde la parte trasera y finalizar en los pies delanteros y seguir avanzando.
El ciempies, al igual que la oruga, adapta su cuerpo facilmente al suelo a partir de sus patas y flexibilidad del propio cuerpo.
=Otros estudios
Ondas en el mar; recibimiento de playa Recogimiento y absorción a partir de una inclinación
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Las olas son movimientos de masas de agua, en forma de ondas producidas por el viento y por las mareas indistintamente. Son transferencias de energía a través de la materia. Dejan de ser perceptibles a mas de 30 metros de profundidad. Al acercarse a las costas, el avance del caudal de agua es frenado por el fondo del mar, lo que resulta en un vuelco hacia adelante, lo que culmina en la ruptura de olas en la playa, donde finalmente vuelve a recogerse por la inclinación del montón de arena.
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Increíblemente, si nuestro satélite natural, la Luna, no estuviese junto a nuestro planeta, ejerciendo una fuerte atracción sobre las masa de agua que se elevan varios metros de altura, y ser liberados después— produciendo ese regreso normal a su lugar de origen— no tendríamos esta maravillosa fuerza de las olas del mar: Se trata de la energía potencial gravitatoria que deriva en energía cinética. Está demostrado que las mareas son fuente de vida,y han generado el traslado de la vida —originada en el mar— produciendo el origen de anfibios primero y de otros tipo de vida después.
Video mareas:
Información e imágenes: https://cooperativa.cl/noticias/sociedad/salud/coronavirus/postales-de-domingo-en-la-playa-la-boca-de-concon/2021-06-06/173209.html
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Panal de Abeja
Fuerza eficiente y constructiva en gravedad
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Pappus de Alejandría, un geómetra del siglo IV, confirmó que existe una relación entre la forma hexagonal del panal de miel y las propiedades matemáticas del hexágono. El teorema del panal de Pappus afirma que un teselado hexagonal (retícula en forma de panal de abeja) es la mejor manera de dividir una superficie en regiones de igual área y con el mínimo perímetro total. La forma hexagonal de los panales es sin duda la más eficiente.
- Razón económica: La forma hexagonal es la más eficiente para almacenar miel, en relación a la cantidad de material necesaria. Para construir un nido silvestre típico las abejas necesitan aproximadamente 1 k de cera, y para producir esa cera necesitan consumir 8 veces esa cantidad de miel. Es decir, un tercio de la cantidad de miel que necesitan las abejas para sobrevivir en invierno. Además, sabemos que las abejas prefieren anidar en lugares donde ya hay panales, para no tener que construir otros nuevos. En efecto, detrás de esa económica forma hexagonal hay una razón evolutiva que las impele a usar la menor cantidad posible de cera.
- Razón evolutiva: Las abejas construyen celdas hexagonales a partir de unas primigenias celdas cilíndricas o esféricas que fueron juntando cada vez más en el transcurso de generaciones; hasta que en algún momento se convirtieron en la típica disposición de panal de abeja.
- Razón de ingeniería: Los hexágonos son geométricamente fuertes en construcción.
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Imágenes e información:
- https://es.123rf.com/photo_40075898_un-enjambre-de-abejas-en-un-%C3%A1rbol.html
- https://beefriends.home.blog/2019/02/11/la-geometria-del-panal/#more-35
La gran flexibilidad del tronco de los ciempiés geofilomorfos puede producir una flexióndel cuerpo de 180°, que les permite replegarse sobre sí mismos. Esta locomoción por flexión aguda, es una gran ventaja para este tipo de animales alargados que se mueven en espacios confinados sin mucho margen de maniobra.
Información: http://www.insectachile.cl/rchen/pdfs/2019v45-1/Cupul-Maga%C3%B1a_y_Mart%C3%ADnez-Torres_2019.pdf
Los ciempiés viajan moviendo tanto sus piernas como sus cuerpos. Cada pierna individual se involucra en un ciclo de movimiento hacia adelante, agarrando el sustrato, tirando del cuerpo hacia adelante y luego levantándolo del suelo y avanzando nuevamente . Al mismo tiempo, el cuerpo de un ciempiés se mueve de manera ondulada, lo que ayuda a aumentar la longitud del paso del artrópodo y ayuda a aumentar su velocidad.
Anteriormente, los científicos pensaban que el movimiento de lado a lado del cuerpo del ciempiés era una consecuencia involuntaria del movimiento de la pierna y que el cuerpo intentaba prevenir la ondulación lateral. Sin embargo, un estudio de 1995, publicado en el Journal of Experimental Biology, mostró que esta opinión era errónea. En lugar de intentar evitar los movimientos corporales de lado a lado utilizando los músculos axiales del cuerpo, los ciempiés envían impulsos nerviosos a estos músculos que les indican que se contraigan, lo que finalmente provoca los movimientos ondulantes. Cuando se ve desde arriba, las patas de un ciempiés parecen moverse en forma de onda. Esto ocurre porque las piernas del animal no están sincronizadas; en cambio, operan secuencialmente, en lo que se llama ritmo metacronal.
Información: https://es.411answers.com/a/como-se-mueven-los-ciempies.html
Primer Prototipo
Movimiento articulado en pendiente - control a partir de articulación
El estudio realizado se divide en varias partes, las cuales van aportando hacia la búsqueda del mecanismo a observar y crear. En una primera instancia nos enfocamos en formas que se encuentran en la naturaleza como por ejemplo: hexágono, espiral, cono, esfera, etc. Para poder observar su eficiencia del existir en los procesos naturales que nos rodean. Luego, nos adentramos mayormente en sistemas más complejos en donde se observan formas compuestas que revelan la evolución de las especies y formas.
La observación se basó principalmente en 4 momentos:
- Ondas en el mar, mareas y recogimiento: Recogimiento y absorción a partir de una inclinación
- Chanchitos de tierra: Articulación en partes para fluir en una pendiente
- Mecanismo enredadera Passiflora: Crecimiento en inclinación ascendente y/o descendente a partir de espirales en unión
- Oruga y ciempies: La fragmentación del cuerpo permite la articulación fluida y constante. (Recoger-Estirar // Abrir y cerrar)
Finalmente se busca un recorrido controlado sobre una pendiente, por lo que se integran al sistema aristas mas complejas como: el peso, la gravedad, el ángulo de inclinación, etc.
Se realiza la búsqueda funcional a partir de una maqueta de cartón forrado, la cual se comienza a intervenir dependiendo de los pesos estructurales que se integran para poder permitir el giro. 'Giro articulado en apertura y cierre'
- Lámina
Video maqueta
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Avance maqueta
Segundo Prototipo
PROCESO CONSTRUCTIVO
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