Título	Desafío de movilidad - Aire / Antonia López, Bastián González
Asignatura	Taller de Fabricación
Del Curso	Taller de Fabricación 2021
Carreras	Diseño, Diseño Gráfico"Diseño Gráfico" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property., Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property.
Nº	2
Alumno(s)	Antonia López, Bastián González, Carlos González, Valeska Muñoz, Andrés Cortez

Desafío de movilidad

En conjunto con compañeros de la carrera de Biología se nos planteó el desafío de desarrollar un dispositivo que pudiera transportarse en diferentes medios, aplicando la biomimesis (de bio, "vida", y mimesis, "imitar") como inspiración para el diseño de este. Anterior a ello debemos hacer una investigación, revisando fundamentos de la física que hacen posible que ciertos cuerpos puedan elevarse.

Aerodinámica

Dentro de la mecánica de fluidos, la aerodinámica es el estudio del movimiento del aire y otros gases con respecto a un cuerpo sólido. La principal fuerza que propone es la sustentación, la cual se genera cuando un cuerpo se desplaza a través de un fluido en dirección perpendicular a la corriente que esta última forma. Si la sustentación es mayor al peso del cuerpo, hace que este pueda elevarse, pero para volar hace falta también que supere la resistencia del viento. Existe una serie de ecuaciones que respaldan la aerodinámica, una de ellas es el principio de Bernoulli.

Principio de Bernoulli

Ecuación aplicada en una ala de avión.

El principio o ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de los fluidos que no poseen viscosidad ni rozamiento a través de una corriente. Esta define que los puntos de mayor velocidad del fluido tendrán mayor presión que los puntos donde la velocidad es más baja.

Generalmente este principio funciona en una corriente horizontal, pero no necesariamente debe serlo, lo que ocurre en una corriente vertical es que el cambio en la altura del fluido debe ser menor, ya que si el cambio es brusco la ecuación se ve afectada por la gravedad, haciendo erróneo el principio.

Suponiendo que un fluido viaja por una corriente, uno tendería a creer que donde hay más presión es en la punto con mayor velocidad, pero en realidad es al contrario, ya que el líquido o gas fluirá más rápido donde haya una presión más alta detrás. Para demostrar esto y lo anterior se pone a prueba el Tubo de Venturi.

Efecto Venturi

El efecto Venturi consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido contenido en este segundo conducto. El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

Efecto Coandă

El efecto Coandă es el fenómeno físico en el cual una corriente de fluido (gaseosa o líquida) tiende a ser atraída por una superficie vecina a su trayectoria.

Animales estudiados

Libélula

Las libélulas no son capaces de plegar sus alas hacia los costados como la mayoría de los insectos, por lo que se consideran como “seres primitivos”, pero su forma de vuelo no tiene nada primitivo; a diferencia de otros insectos que tienen solamente un par de alas, estos organismos tienen dos pares de alas, las delanteras se mueven a diferente velocidad que las traseras, capacidad que les permite permanecer inmóviles o desplazarse inmediatamente a gran velocidad; los violentos giros que realizan hacen que sus alas choquen entre sí y produzcan un sonido característico. Las alas se proyectan hacia ambos lados del tórax y forman parte del exo-esqueleto, tienen una disposición de las vénulas muy bien definidas, característica que ayuda al reconocimiento de las diversas especies

Podría pensarse que a mayor tamaño de las alas en los insectos, estos son más potentes en su vuelo; sin embargo, si se compara a las libélulas con las mariposas y escarabajos, entre otros insectos, cuyas alas son más grandes, nos damos cuenta que no alcanzan la misma velocidad de vuelo. El aire, a diferencia del agua, tiene menor densidad y ofrece poco soporte de flotación; por ello, todos los voladores deben vencer a la gravedad, utilizando principios de sustentación aerodinámica. Así, gracias a las menores fuerzas de resistencia aerodinámica desarrolladas, pueden conseguir velocidades mucho mayores. La producción de fuerza propulsora para dirigir a un organismo hacia delante y de sustentación para mantenerse en el aire, se consiguen simultáneamente con el batir de las alas.

Mecanismo de vuelo

En las libélulas, el vuelo se realiza por músculos indirectos, dispuestos a manera de columnas verticales y longitudinales, que deforman la caja del tórax al contraerse y así mueven las alas articuladas con ella. Los músculos no están unidos directamente a las alas, sino al “noto”, que corresponde a la parte superior de la caja toráxica y que a su vez está unida al borde de las alas que se proyectan hacia fuera, por el borde lateral de la caja toráxica, llamada fragma. Este punto o pivote no se mueve, pero si soporta la base del ala, realizando un movimiento de palanca en un punto de apoyo similar. Para batir el ala que se proyecta hacia fuera, se balancea sobre el pivote, formando un ángulo de movimiento; cuando el conjunto de músculos que conectan con el noto y el esternito (parte baja de la caja toráxica) se contraen, el noto es atraído hacia abajo y arrastra consigo la base del ala y, como el pivote no se mueve, el ala se eleva. Cuando estos músculos se relajan, otro conjunto de músculos se contraen y estos son longitudinales, están conectados a los márgenes anterior y posterior del noto, formando una cuerda de “arco”. Al contraerse éstos el noto sube y eleva su porción central, lo cual propicia que ahora el ala baje en el segundo movimiento. Además de estos movimientos que suben y bajan, existen otros juegos de músculos que pueden mover las alas lateralmente y también atraer la parte delantera, antes que la trasera, propiciando tracción hacia arriba y hacia delante.

Durante el vuelo se producirán tres movimientos:

1) batimiento del ala hacia arriba y hacia abajo,

2) movimiento de flexión o inclinación

3) balanceo hacia adelante o hacia atrás, como si fuera el remo de una lancha con un punto de apoyo.

Estos tres tipos de movimiento ocurren simultáneamente, lo que produce un movimiento de desplazamiento. En cada tipo de insecto es similar, pero en diferente grado según la velocidad y el largo del ala.

Lagarto volador (Draco-volans)

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El lagarto volador, o también conocido como Dragón volador es un miembro de lagartos del género Draco, éste pertenece a la familia de lagartos Agamidae, los cuales viven en los árboles de los bosques tropicales al sudeste de Asia, especialmente en las islas del Archipiélago Malayo y Filipinas. Miden de 20 a 26 centímetros de largo y gracias a unas membranas pueden planear de árbol a árbol, en la mayoría de los casos por pocos metros de distancia pero se han registrado planeos de hasta unos 60 metros de distancia perdiendo solo 10 metros de altitud. Tiene la capacidad de extender los pliegues de la piel (denominados patagios), las cuales están pegada a sus costillas móviles para formar “alas” que utiliza para ´planear de un árbol a otro hacia abajo, sin embargo, como todos los reptiles modernos, carece de la capacidad de mantenerse en vuelo, pero sí puede planear igual que otros reptiles arborícolas. Sus “alas” son de colores brillantes anaranjados con manchas rojas, azules y rayas, que proporcionan el camuflaje cuando se doblan. El dragón volador puede alcanzar una longitud de 19 a 23 cm. Se alimenta de hormigas y termitas arbóreas.

Patagios

Por definición, los patagios son la membrana de algunos mamíferos y reptiles que comienza en el cuello, envuelve los brazos y los dedos, llega hasta los flancos y las patas, y se extiende hasta la cola, y que les permite volar o saltar de rama en rama. En el caso del Draco volans, le permite planear largas distancias. Como se muestra a continuación, la morfologia del patagio presenta en diversos animales elementos en común, tales como lo es la envolvencia y la similitud en la terminación del ala en el punto opuesto al frente de ataque, es decir, la parte posterior y punta del ala. Se puede observar una curvatura constante en función del número de verticales (huesos) articuladas, de manera que a su vez se va afinando la forma, igual al perfil aerodinámico. El lagarto volador presenta en sus alas esa misma curvatura, pero de manera menos pronunciada, generando un manto que envuelve la estructura ósea de las alas, que presenta una curvatura en la punta de cada hueso perteneciente al las alas, que se vincula suavemente con el borde de la membrana. Al momento de resposo (no-vuelo) el patagio se recoge en el flanco del cuerpo del Lagarto, reduciendo su forma de manera flexible y plegada.

Aerodinámica en la morfología

La primera costilla patagial es la que toma el papel del frente de ataque a las corrientes de aire, proporcionando el soporte esquelético necesario para que el lagarto extienda sus patas delanteras y las adhiera al manto. Además, cabe agregar que el perímetro del patagio permanece esencialmente suave en todas las etapas o estados del lagarto, ya sea completamente retraído ó extendido. Al ser un reptil, el Lagarto volador está cubierto de escamas, las cuales tienen diferentes espesores dependiendo del sector en que estén ubicadas. De esta manera se puede afirmar que las escamas dorsales son más gruesas que las ventrales. Ésto genera un frente de ataque robusto al perfil aerodinámico antes de la primeras dos costillas y su musculatura asociada.

En el dibujo se pueden apreciar los componentes musculo-esqueléticos y elastina del patagio de Draco volans. Se observa la vinculación de las costillas adyacentes del ala por medio de ligamentos elásticos verticales, además de las bandas de cartílago que siguen la forma de las costillas, terminando en costales de cartílago situados al borde del ala.

Fig.(a) escamas marginales anteriores.

Fig.(b) escama marginal posterior.

Fig.(c) una porción del tegumento patagial dorsal que muestra partes de dos cadenas de escamas granulares con una región intermedia de escamas romboidales. Fig.(d) una porción del tegumento patagial ventral que muestra escamas romboidales y granulares.

Fig.(e) una ampliación de una serie de escamas granulares ventrales que representan la superficie en forma de panal esculpiendo y sencilla empotrada en hoyos en el libre márgenes de las escamas.

Mecanismo de vuelo

La flexibilidad de la membrana que envuelve la estructura óseo-muscular de las alas permite al Lagarto lograr un despliegue veloz y tridimensional, de manera que sus alas son capaces de formar costales que reciben el aire y lo aprovechan como sustentación al planeo. La estructura óseo-muscular del Draco-volans permite un movimiento envolvente para las corrientes de aire, debido a que la estructura de sus costillas se vinculan en la periferia de las alas, aportando además mayor control en el despliegue y repliegue de éstas.

<<En cambio, los “Dragones voladores” son más de veinte especies en aquel, archipiélago y la península; en estas lagartijas un cierto número de costillas están muy prolongadas, salientes y movibles lateralm ente, y a ellas está arherida la piel membranosa; en reposo estas formaciones quedan plegadas al costado, como alas, pero si saltan a otra rama o árbol, despliegan estas “alas” que poseen colores como los de una m ariposa, y así obran como deslizadores o paracaídas, no como alas para vuelo “batido”>> (“Zoología bíblica III” - Emilio J. Mac Donagh)

Tal cual como afirma anteriormente el Dr. Emilio J., el Lagarto no ejecuta un “vuelo batido” sino que más bien ejerce un planeo descendente que alcanza largas distancias. De manera que el “mecanismo” del vuelo se encuentra realmente en el patagio del reptil, su conformación microscópica reveló la ligereza y porosidad de la superficie y estructura ósea. Además de que el “mecanismo de vuelo” es más cercano al de un ala delta, que a la de un ave ó al de la misma libélula.

Abeja (Anthophila)

Las abejas son unos insectos extremadamente sociables que viven en colonias que se establecen en forma de enjambres y en los que se organizan en una estricta jerarquía de tres rangos sociales: la abeja reina, los zánganos y las abejas obreras. Habitan en todos los continentes de la Tierra excepto en la Antártida, y se trata de uno de los insectos más antiguos, del que se sabe, puebla nuestro planeta desde hace más de de 30 millones de años. Se conocen más de 20.000 subespecies distintas de abeja divididas en 7 familias reconocidas. Las abejas son los insectos polinizadores por excelencia y tienen una función esencial para el equilibrio de la naturaleza, ya que contribuyen activamente a la supervivencia de muchas especies de plantas que se reproducen gracias al transporte de polen que llevan a cabo estos pequeños animales al alimentarse del néctar de las flores. Muchas de estas plantas las usamos los seres humanos para producir algunos de nuestros alimentos. Viven una media de cinco años y no miden más de 1,5 centímetros.

Mecanismo de vuelo

Las abejas tienen dos alas en cada lado de su cuerpo, las cuáles se mantienen juntas por unos pequeños dientes en forma de peine llamados en conjunto hamuli. Estos dientes permiten que las dos alas actúen como una gran superficie y ayudan a la abeja a crear un gran sustento cuando vuelan. Las abejas tienen dos juegos de alas, unas más grandes y externas y otras más pequeñas e internas. En cada juego de alas, la grande y la pequeña se conectan con hamuli, que son como dientes de peine ganchudos. Para poder batir estas alas, las abejas tienen músculos que causan que su tórax se oprima en dos direcciones: hacia arriba y abajo, y a la izquierda y derecha. Las abejas alternan estas pulsaciones torácicas rítmicas, algo similar a la forma en que respiramos, pero en lugar de inhalar aire, estas pulsaciones hacen que las alas de las abejas se muevan hacia atrás y hacia delante. Esto también permite a las abejas mover sus alas muy rápidamente y volar.

Las abejas pueden batir sus alas cerca de 230 veces por segundo. Sus alas no son rígidas, pero se tuercen y rotan durante el vuelo. Las alas de las abejas hacen movimientos de barrido cortos y rápidos hacia delante y hacia atrás, hacia delante y hacia atrás. Este movimiento crea suficiente sustento para hacer posible que las abejas vuelen.

Propuesta proyecto

Fundamento argumentativo

Como fundamento elemental de las propuestas levantadas en este proyecto se aprecian seis conceptos clave para la comprensión y desarrollo de cada etapa constructiva;

Observación: Proceso fundamental de rescate y registro de información y peculiaridades del vuelo y la aerodinámica de la forma mediante el cual se nombran los procesos.

Abstracción: Proceso ambigüo relacionado a la formación de nuevas ideas a partir de viejas, la reinvención de la forma en elementos mínimos.

Acto: Situación o momento en que se realiza una acción determinada, la cual en este caso de estudio para el proyecto sería “el vuelo”.

Gesto: Acción o movimiento en particular referido a un acto, como por ejemplo el batir de las alas en un vuelo sustentado por el movimiento. En el planeo constaría de el movimiento que toma la forma para aprovechar las corrientes de aire.

Planeo: Acción de vuelo no sustentado por medio de la fuerza de tracción.

Inspiración: Se refiere particularmente a los referentes biológicos que dan pie a la formación de nuevas ideas para el sistema, investigando la aerodinámica y morfología de distintos animales se rescataron elementos clave de cada uno, para posteriormente combinarlos en la propuesta.

Movilidad

Planeo aerodinámico

Por definición, el planeo se da en el vuelo en el momento en que éste ya no utiliza la fuerza de tracción para realizar ó sustentar el vuelo. En términos constructivos, es mucho más eficiente un proyecto que utiliza menor fuerza ó esfuerzo para recorrer largas distancias, por lo que se iniciaron las propuestas basadas en el planeo del sistema, pero a su vez, sin descartar la posibilidad de incorporar un elemento técnico-mecánico digital que sirva a modo de motor ó de herramienta para lograr alguna de las aplicaciones esperadas a futuro.

Aplicaciones ó funcionamiento

Siembra de semillas

En conjunto con el grupo de trabajo se levantaron dos propuestas de posibles aplicaciones al sistema de desplazamiento aéreo, de manera que pueda aportar como beneficio al medioambiente y formar parte del ciclo del ecosistema. De esta manera, se propuso la posible siembra de semillas por medio de un mecanismo que vaya liberando de manera controlada una cantidad determinada de semillas a lo largo de la trayectoria que ejecute el prototipo. Aún se mantiene esta idea en etapa de análisis mecánico-estructural, pero se propone una forma que vincule de algún modo una hélice situada al frente de la propuesta, junto con el espacio de almacenamiento, incorporando a su vez un sistema que a medida que gire la hélice, periódicamente libere una porción de semillas.

Fomento de polinización

En conjunto con el grupo de trabajo se levantaron dos propuestas de posibles aplicaciones al sistema de desplazamiento aéreo, de manera que pueda aportar como beneficio al medioambiente y formar parte del ciclo del ecosistema. De esta manera, se propuso la posible siembra de semillas por medio de un mecanismo que vaya liberando de manera controlada una cantidad determinada de semillas a lo largo de la trayectoria que ejecute el prototipo. Aún se mantiene esta idea en etapa de análisis mecánico-estructural, pero se propone una forma que vincule de algún modo una hélice situada al frente de la propuesta, junto con el espacio de almacenamiento, incorporando a su vez un sistema que a medida que gire la hélice, periódicamente libere una porción de semillas. En paralelo a la aplicación propuesta anteriormente, se ha analizado también la posibilidad de aplicar el sistema a otra aplicación, nacida de la problemática de poca polinización en zonas no tan pobladas de flora, ya que los insectos al momento de tomar la decisión de direccionarse a las zonas para polinizar analizan la cantidad de flora presente en cada zona, priorizando las zonas con mayor presencia de vegetación polinizable, de manera que ignoran las zonas menos pobladas, desencadenando como consecuencia una más pronta “muerte” de la vegetación de la zona. A partir de esto, hemos ideado como grupo una propuesta de “parche propolinización” que actúe como elemento estimulante y aparente una mayor presencia de flora en la zona con menor polinización, de manera que los polinizadores se sientan más atraídos a dirigirse a éste lugar y como consecuencia, poder fomentar la polinización y poblar la zona afectada.

Maqueta nº1

Como primera propuesta se levanta una forma basada en la aerodinámica de la libélula, sumada al perfil aerodinámico estándar (perfil de gota). De esta manera se levantó una forma que abstrajo los elementos fundamentales de ambos, resultando en una obra estructurada con una columna central tubular hueca de la que salen tres costillas que conforman las alas y el frente de ataque del sistema. Además, la propuesta incluye una cola de manto curvo, que también sigue un principio tubular pero achatado de tal forma que en los costados resulta como se muestra en las fotografías nº3 y nº4.

La forma propuesta incluye elementos tubulares con el principio de generar una mayor sustentación al aprovechar ese espacio como entrada a las corrientes de aire. Por otra parte, el frente de la propuesta se levanta a partir del manto, generando una curva de papel que en su terminación continúa y da pie a las alas de la obra. La cola del prototipo está vinculada a ella por medio de dos diagonales, las cuales pueden ser aprovechadas a futuro en el ámbito constructivo incluyendo un plano vertical en las paralelas que forman el vinculo de la cola, lo cual, en teoría, debería aportar a una mejora en el control de la obra durante el proceso de vuelo.

Materiales

Agorex

MDF (estructura)

Papel diamante 70g (manto)

Proceso de ensamble

El proceso de armado en la maqueta nº1 se realizó a partir de piezas cortadas en Láser CNC, las cuales componen la estructura de la propuesta, y el manto está compuesto por papel diamante ligero. Se proyecta a futuro hacer aplicaciones de tela y palillos de coligue al agrandar la escala de las propuestas futuras.

¿Cómo se ensambla?

Una vez cortadas las piezas estructurales en la Láser, se ensamblan en primer lugar las piezas que forman el tubo central de la forma, que contiene solo tres anillos a lo largo. Esta parte se ensambla primero, ya que las alas y la cola van vinculadas a la estructura tubular central. Una vez armado y pegado el tubo central, se utilizan las piezas conectoras, éstas se encajan recibiendo las varillas estructurales ya que poseen una “cabeza” a cada extremo que presenta la misma forma que los vínculos (un calado receptor de otra pieza). Mediante este sistema se conecta toda la estructura. Finalmente, una vez ensambladas las alas, se procede a incorporar el manto a la propuesta, de manera que se trabaja priorizando los mismos elementos que en el ensamblado, primero la estructura central y luego las alas. En el espacio vinculatorio de las costillas de las alas con la estructura central tubular debe constar con un pequeño calado/corte semi-circular para dar espacio al volumen de las conexiones.

Comportamiento de vuelo

Al observar y experimentar el proceso de vuelo varias veces, se pudo llegar a la conclusión y análisis de la forma, de manera que se discuten ajustes a futuro, como lo es el levantar angularmente una de las costillas de las alas, añadiendo volumen a la forma y rompiendo con la estructura de planos que componían el manto. Se pudo observar que en casi todos los vuelos ejecutados por la propuesta fueron no muy productivos en cuanto a desplazamiento a largas distancias, logrando un máximo de 1,5 m. Dentro de los cuales, la mayoría de la trayectoria indicaba una dirección directa al suelo, estrellándose contra el suelo con el frente hacia abajo y la cola hacia arriba (tomando una posición vertical).

A pesar del aterrizaje fallido, logra mantener la forma de manera firme, por al menos unos cuantos intentos más.

El despegue de la propuesta es esperanzador, puesto que al inicio toma altitud y fuerza, deslizándose y formando una curva ascendente, por un breve momento, en el aire. Sin embargo, a lo largo del vuelo, rápidamente pierde altura y toma la posición de “aterrizaje” anteriormente mencionada, además de desviarse un poco hacia la izquierda.

Fotografías

Maqueta nº2

Como resultado de un análisis de la maqueta nº1 y sus falencias, se tomó la decisión de modificar la forma anterior para adaptarla de mejor manera al perfil aerodinámico, de manera que se modificaron las alas añadiendo un ángulo diferente a varias costillas, además de cambiar la forma de éstas, dejando como resultado una serie de costillas rectas que estructuran el manto de la propuesta. Por otro lado, se hicieron cambios en la estructura tubular central, eliminando la forma de tubo e incorporando una terminación más cónica al agudizar la forma en la cola.

Se tomó la desición constructiva de desplazar el anillo central de la estructura tubular hacia el frente de la forma, de manera que sirva de apoyo para la vinculación de las cotillas al sistema. De igual forma, la estructura que componía la cola en la maqueta anterior fue abstraída a una figura mínima en el espacio, reduciéndose a un pequeño triángulo que es situado esta vez en el frente de la forma, entre los dos primeros anillos estructurales.

Se espera que la el manto de la maqueta tome flexibilidad cuando se cambie la materialidad por una más cercana al mundo textil, de manera que se podría modificar la forma y eliminar elementos incorporados por la rigidez del sistema.

La abstracción de la forma en la maqueta nº1 fue analizada y trabajada hasta llegar a la forma expuesta en la maqueta nº2, buscando elementos angulares que mantengan la esencia de la forma anterior, transformándola en el perfil angular de vuelo que expresan las alas.

Como propuesta a futuro, se idea un sistema que incorpora una hélice en la boca de la estructura cónica central (situado en el frontis de la obra), de manera que aproveche las corrientes de aire que enfrenta la forma al experimentar el vuelo, se tiene la intención de conectar la hélice al espacio de almacenamiento de semillas para crear un sistema de difusión controlada.

Se idea como posible propuesta a futuro un modo de aparecer y desaparecer de la forma, simulando el gesto realizado por el Draco-volans cuando despliega sus alas y se impulsa al vuelo.

Materiales

Agorex

MDF (estructura)

Papel diamante 70g (manto)

Proceso de ensamble

El proceso de ensamblaje ó armado de la maqueta nº2 es bastante parecido al proceso realizado con la maqueta nº1, ya que también se debe priorizar la estructura central como partida par a armar el sistema. Tomando eso en cuenta, cabe mencionar que todo el manto se faena como elementos externos que luego serán incorporados a la estructura, obviamente una vez que ésta esté lista. Por otro lado, la cola de la propuesta está ideada de tal manera que se pueda incorporar o eliminar según la decisión del usuario, a pesar se funcionar como aporte al control y peso del vuelo.

El corte del manto que conforma la estructura volumétrica de las alas debe presentar dos perforaciones para añadir flexibilidad y espacio para los vínculos. Para un acabado más pulcro, se realiza una plantilla de corte para las alas y ésta se aplica al material a utilizar, en este caso, papel. El sistema estructural presenta la opción de añadir adhesivo a la estructura, o bien, dejar el sistema con el ensamble por encaje, de igual manera se puede pegar la forma completa, pero eso elimina el fácil desplazamiento como atributo de la obra. De todas formas, si se desea pegar el sistema y aún así tener un fácil desplazamiento, entonces se puede pegar el manto a la estructura, separándola y reduciéndola en 4 piezas que son transportables y armables.

Comportamiento de vuelo

En base a una serie de lanzamientos y experimentos sobre el funcionamiento de la forma, se pudo levantar un análisis observativo de la trayectoria promedio ejecutada. De manera que se observaron mejoras significativas en el vuelo, logrando alcanzar mayores distancias y planeos más controlados y suaves, tanto en el desarrollo del vuelo como en el aterrizaje. A pesar de las mejoras observadas, el aterrizaje continua siendo precipitado y violento, terminando en un brusco impacto con alguna superficie. De los impactos que experimentó la maqueta se puede rescatar la resistencia que tiene ésta, y la buena manufactura que presenta, los vínculos son efectivos incluso en los percances de aterrizaje.

Por otro lado, al observar el vuelo desde una vista frontal al sistema, se observó que permanece la problemática del desvío de la trayectoria de aterrizaje de la propuesta, éste se incrementa a medida que se acerca el impacto del aterrizaje, sin embargo no llega a medir una gran distancia, se estima un aproximado de sólo medio metro. Aparte de todo lo anteriormente mencionado, se observa una notable estabilidad desde ambos puntos de vista registrados, sin una notable aceleración a lo largo del vuelo, casi manteniendo una velocidad constante desde el principio al fin del vuelo.

Fotografías

Exposición Final

Desde un principio, el trabajo de investigación del proyecto se vio guiado en dirección bio-funcional y bio-aerodinámico, paralelamente. Una vez realizada la investigación previa, se tomaron diferentes cualidades o características destacadas de cada animal ó insecto estudiado, de manera que todos sean compatibles al juntarlos tanto conceptual como literalmente. Entre los elementos fundamentales destacados e inspirados en la forma animal se encuentra la fisonomía del Lagarto volador (Dracovolans), particularmente de sus alas, además del comportamiento del reptil en el inicio-interludio-fin del vuelo. Ya que éste puede plegar sus alas reduciéndolas en sus tórax al momento del fin del vuelo, y para el inicio, el animal toma distancia y ejerce un impulso de vuelo al saltar, momento durante el cual puede tomar sus alas con sus extremidades delante, y extender sus alas.

Aplicación inovadora

A lo largo de todo este proceso evolutivo de la forma, se mantuvo como objetivo ideal lograr una aplicación en función de aportar de manera beneficiosa al medioambiente. Como consecuencia, se propuso la aplicación de varios métodos para fomentar la flora del ecosistema, de los cuales sólo se mantiene uno para figurar como objetivo a lograr. Éste consiste en fomentar la siembra de semillas a través de un sistema que permita liberar de manera controlada el número de semillas, distancia entre siembra, y posición de éstas, acelerando el trabajo comparado con la siembra manual. En un análisis en relación al avance del proyecto con respecto a lo planificado desde un inicio de éste, se puede considerar que el avance de la propuesta ha sido notablemente más lento de lo planificado, de manera que el proyecto no alcazó a lograr la fase constructiva que implementa los elementos de la aplicación funcional (la siembra de semillas de manera controlada) a la forma, quedando aún en la fase de maquetación funcional de la estructura. Sin embargo, en paralelo al avance de la forma se trabajó además en el mecanismo que permitiría el uso funcional del proyecto, ideando un mecanismo de hélice que libera las semillas situadas en el extremo frontal de la estructura.

Se planificó incorporar en el futuro evolutivo de la propuesta una “compuerta” que permita el paso de las semillas, la cual se vincula a la hélice, de manera que cada cierto número de vueltas se active la compuerta, expulsando las semillas de forma gradual, evitando aglomeraciones de semillas en una misma zona determinada. Se pre-dictamina que dado las dimensiones de la forma, la cantidad de semillas que puede transportar antes de liberarlas, se ve reducida a no más que un “puñado” (200 gr. app)

Secuencia y movimiento

En base al modelo de investigación que guía el proyecto, se inspira la forma en la cinemática propia del reptil Dracovolans, ya que éste realiza un gesto de apertura con sus patas delanteras, que sujetan el manto de vuelo (que previo al vuelo se encuentra en un estado de reposo, plegado en los costados de las costillas del animal), desplegándolo en su total extensión, permitiendo la sustentación de un vuelo planeado. Una vez terminado el vuelo, el manto de las alas se vuelve a plisar, recogiéndose y reduciéndose a un delgado saco de piel situado en los costados del tórax. El gesto es aplicado a la forma del proyecto, pero dándole otro enfoque funcional. Así, se establece el movimiento en función de la facilidad de portabilidad del objeto, gesto que permite el aparecer y desaparecer de la mayor parte del volumen del dispositivo. La forma propuesta imita la articulación que aportan los patagios al cuerpo del reptil, a través de piezas diseñadas e impresas que reciben el palillo estructural y le permite un movimiento angular a modo de codo.

Materialidad

Dependiendo de cada segmento de la estructura varía la materialidad entre tela, madera y plástico. Para la estructura interna de la forma, que conforma el esqueleto de ésta misma, se utilizan palillos de coligüe, ya que éste tipo de madera aporta ligereza, flexibilidad y resistencia a la propuesta. Por otra parte, para la estructura externa de la forma, que conforma el manto de la misma, se utiliza una variación de la tela tipo cortavientos que presenta menor peso que la nombrada. Finalmente, para los vínculos de la forma, que unifican ésta misma, se hace uso de las impresoras 3D en la construcción de las piezas, de manera que resultan en elementos de PLA. (similar o bien un derivado del plástico).

Estructura y armado

El sistema estructural está ideado en una serie de triangulaciones que componen las alas, además de un sistema cónico que conforma la estructura central, a la que van conectadas las alas. La estructura toma forma al conectar los palillos de coligüe a través de los vínculos diseñados. Para su ensamble, se parte construyendo o situando las piezas circulares que componen la estructura central, situando la pieza circular mayor en el frontis del proyecto. A continuación, se vinculan ambas piezas circulares por medio de dos verticales situadas a los costados de cada círculo. De esta manera se genera la estructura central, a la cual van conectadas las triangulaciones alares. Para ensamblar las triangulaciones alares, se deben posicionar en primera instancia los vínculos que sujetan los sistemas alares a la estructura cónica central, como se expone en el dibujo técnico, de manera que la mayoría de las piezas que vinculan queden situadas en la zona frontal, dejando solo dos vínculos del sistema alar en la parte posterior.

Primer plegamiento; los pilares centrales se adhieren a la estructura principal del dispositivo.

Segundo plegamiento; el frontis se desliza a través de uno de los pilares centrales para quedar adheridos a ellos.

Tercer plegamiento; se desmonta el pilar en ángulo y se almacena dentro del manto.

Planimetrías

Vínculos

El sistema de vínculos está ideado de tal forma que cada pieza está construida en función de permitir y facilitar el movimiento angular de las piezas, además de unificar la forma estructural.

Manto

El manto está compuesto por tela tipo cortavientos, más especificamente una variación de ésta que presenta menor peso, ya que ésta parte de la forma es la que cubre la estructura del “esqueleto del proyecto”, constructivamente va después de ésta. Otorgando la superficie que sustenta el vuelo. En vista de las observaciones constructivas recogidas de los prototipos anteriores a esta propuesta, se plantea la problemática de la falta de tensión en la incorporación del manto a la estructura, de manera que, a modo de solución, se incorpora a la forma estructural un “contorno elástico”, el cual consiste en un cordón elástico que rodea el perímetro de la forma, a lo largo del canto del manto que queda sin apoyo directo a la estructura interna de la forma del proyecto, tomando el papel de estructura interna que hace falta en la zona en cuestión y aportando la tensión ausente en el borde de la figura.