Desafio de movilidad - Agua 2 : Maite, Itay e Anais

De Casiopea



TítuloDesafio de movilidad - Agua
AsignaturaTaller de Fabricación
Del CursoTaller de Fabricación 2021
CarrerasDiseño, Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property.
2
Alumno(s)Itay Rojas, Anaís Céspedes, Maite Aranda

Morfología Medusa

Medusa clase scyphozoa.jpg

El cuerpo está dividido en un estómago central y cuatro bolsas gástricas, que dan origen a los canales radiales a través de los cuales se distribuyen con mayor facilidad los nutrientes. Las medusas tienen una marcada simetría tetrámera, marcada por el número de bolsas gástricas y canales radiales que es generalmente múltiplo de cuatro. Las gónadas están dispuesta en los septos o bolsas gástricas, siendo visibles ya que no poseen la misma transparencia del resto del cuerpo.

Situada en la parte inferior central de la medusa se encuentra la boca, en una prolongación tubular conocida como manubrio. Este cuerpo de forma cuadrangular posee 4 tentáculos o brazos orales colgantes, que la medusa utiliza en su alimentación. Además el borde de la umbrela también está provisto de otros tentáculos cortos y órganos sensitivos, que se corresponden con el sentido de la vista, de respuesta a estímulos mecánicos y el equilibrio. Cada uno de los tentáculos, incluyendo los brazos orales y los del borde la umbrela, van equipados con cnidocitos para la inoculación del veneno que producen y resulta letal para muchos animales.

Las células epiteliomusculares situadas en el borde de la umbrela se encuentran especializadas y son las principales responsables de que la medusa se pueda mover libremente. Estas células están conectadas a una red nerviosa difusa, que permite el desplazamiento mediante contracciones. Cuando se contraen expulsan el agua que se encuentra dentro de la cavidad subumbelar con mucha presión, dándoles el impulso que necesitan para moverse. Mientras que en la relajación vuelven a hacer una recarga de agua y se preparan para otra contracción.

Movimiento medusas Cubozoarias

Velocidad del transito del vórtice
Medium cubozoarias medusas.jpg

El velarium es una parte anatómica característica de las medusas Cubozoarias. Es un colgajo de tejido vascularizado que se extiende desde la parte inferior de la campana, que se cierra parcialmente. Las medusas se mueven por contracciones sucesivas del velarium que generan un flujo de agua pulsado desde dentro de la subombrella.

El velarium del cubozoa tiene características y funciones similares al Velum del Hydrozoa, es decir, es móvil y sus contracciones generan un flujo de agua que permite a las medusas nadar y cambiar de dirección. A diferencia del Velum de los hidrozoos, que consiste en un colgajo de mesoglea simple rodeado por una capa de ectodermo, el velarium de los cubozoos está vascularizado y compuesto de tejido endodermo, también envuelto por ectodermo. El velarium surge del borde inferior de la exombrella y consiste en un tejido delgado cruzado por pequeños surcos llamados "canales" . Otras características distintivas pueden ser, dependiendo de la especie, la presencia de frenulos, cuatro membranas que conectan el velarium con las áreas periradiales de la subombrella, y la presencia de grupos de nematocistos. En algunas especies, el frenillo está engrosado por un bargiglio periradial, una membrana en forma de triángulo equilátero. Esta barcaza está ausente en la mayoría de Carybdeida y muy extendida en Chirodropida e Irukandji medusas.

Morfología Pulpo

Pulpo 8.jpg

Cuerpo globoso, en forma de saco y sin aletas. Los bordes del manto se han fusionado a la cabeza dorsal y lateralmente. Debido a esto la abertura de la cavidad paleal está bastante reducida. Son capaces de nadar impulsándose con los brazos mediante propulsión a chorro; normalmente se desplazan reptando sobre las rocas con sus brazos dotados de ventosas. Los pulpos pertenecientes al suborden Cirrata presentan brazos unidos por unas membranas que tienen posiblemente función sensorial y les da apariencia de paraguas . Nadan de forma similar a como lo hacen las medusas, abriendo y cerrando rítmicamente los brazos aunque además también utilizan la propulsión a chorro a través del sifón. Científicos analizaron el movimiento de los pulpos y descubrieron que estos no siguen un patrón rítmico, sino que usan cada pata de manera independiente, extienden cada pata de un lado del cuerpo para impulsarse hacia el lado contrario.






Salpa


  • Otra especie como referencia de impulso acuático que ahorra mucha energía es la salpa es un animal marino de cuerpo transparente, cuando se mueve recibe agua por la abertura frontal y el agua ingresa a una amplia cavidad, dentro de la cual se estiran las branquias en diagonal. Tan pronto como el animal toma un largo sorbo de agua, el orificio se cierra. Luego, los músculos longitudinales y transversales de la salpa se contraen, todo el cuerpo se contrae y el agua sale por la abertura posterior. La reacción del chorro que fluye empuja la salpa hacia adelante.




Prototipos Referenciales

Registro 1


Estudio del Movimiento

Movimiento peristáltico

Movimiento peristaltico.png

Este movimiento es la base del movimiento de propulsión del segundo prototipo de medusa. Los movimientos peristálticos son los movimientos que produce el esófago para empujar el bolo alimenticio desde el inicio del esófago hasta su final, es decir, hasta el inicio del estómago. Se explican como las contracciones y relajaciones radialmente simétricas que se realizan a lo largo del tubo digestivo y los uréteres.

Péndulo de 4 direcciones

SetWidth275-4-Way-Pendulum-Swing.jpg

Este péndulo (imagen referencial) se ocupa de cambiar las direcciones y equilibrar a la medusa del segundo video. Ahora esto es un ejemplo que encontré que no es el real que se usa para la medusa, pero en si contiene un eje central y pesos en las extremidades como estilo tentáculo que se encargan de al final de generar las descompensaciones en el equilibrio, lo cual la inclina. Y bueno esa es mi teoria

Sombrilla o paraguas

Sombrila.jpg

Una estructura de paraguas (10), que comprende: un miembro de poste central (12) que tiene un eje longitudinal y extremos superior e inferior (14,16); un miembro de buje principal (18) asegurado respecto a dicho miembro de poste central, capaz de deslizarse dicho miembro de buje principal entre dichos extremos inferior y dicho superior; un miembro de buje secundario (30) asegurado a dicho miembro de poste cercano a dicho extremo superior de poste; medios (52, 70, 80, 90, 110) para soportar un miembro de lona (21); medio de poleas (130) para elevar y bajar dicho miembro de buje principal a lo largo de dicho miembro de poste; y medios (140, 150) para asegurar dicho miembro de buje principal en una posición estacionaria a lo largo de dicho miembro de poste, en la que dicho miembro de buje principal (18) incluye una superficie superior (22) y una superficie lateral (26) y en la que dicho medio de poleas (130) incluye al menos un miembro de polea (138) asegurado a dicho miembro de buje secundario (30) o a dicho miembro de poste central (12),

Estructura-de-paraguas-y-sistema-de-funcionamiento.jpg

un miembro de soporte (136) asegurado a dicho miembro de buje principal (18) y un miembro de línea (132) que tiene primer y segundo extremos, estando asegurado dicho primer extremo (134) a dicho miembro de soporte (136), acoplándose dicho miembro de línea (132) cooperativamente con dicho miembro de polea (138) y extendiéndose hacia abajo desde dicho miembro de polea (138) hacia dicho extremo inferior de miembro de poste (16), en la que dicho medio de seguridad incluye un miembro de leva (140) asegurado a dicha superficie lateral (26) de dicho miembro de buje principal (18) y en la que dicho miembro de línea (132) se acopla cooperativamente con dicho miembro de leva (140) extendiéndose hacia abajo desde dicho miembro de polea (138); caracterizada porque dicho miembro de leva (140) incluye un par de levas (141) aseguradas de forma pivotante a dicha superficie lateral de miembro de buje principal (26), teniendo dicho par de levas (141) respectivamente un borde lateral interior dentado (142), mirando dichos bordes laterales interiores dentados (142) unos a otros en una posición de descanso de dicho miembro de leva (140).

Proceso creativo y colaborativo

Registro 1



Prototipos

Primera propuesta

Se propone la construcción de un elemento mimético, basado en el cuerpo y movimiento de las medusas. Ya que su fisonomía está directamente ligada con su desplazamiento eficiente.

La propuesta cuenta con el desarrollo principal de los tentáculos () impulsados por un pistón (jeringas) que impulsan el movimiento ondulatorio. El mecanismo esta situado en el centro (Umbrela de la medusa). Para generar el movimiento de recoger y estirar los brazos se utilizan jeringas, que al extender o recoger el embolo acciona el alambre, haciendo que se extienda. La extensión de movimiento desarrollada con alambre cuenta con tres secciones, dos que van desde cada extremo del eje central hacia el centro (medio entre eje central y brazo) y otra que une estas secciones con el brazo.

Registro 1

250
200


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Segunda Propuesta

Maqueta 1

En este proceso hay un cambio trascendental en el proceso, desde el movimiento único de brazos para el impulso del cuerpo, a un movimiento del cuerpo por completo. De brazos individuales ahora abarcan una mayor extensión en representación biológica sería la umbrela de la medusa. Es un movimiento pulsátil de contracción, al ser un modelo completo se apunta a menor necesidad de fuerza y energía para el impulso. Se compone de un triángulo inferior unido mediante técnica de embarrilado a la parte superior en forma de u, que en su terminación extrema superior se une a una circunferencia rodeando esta misma. Uniones básicas para determinar los puntos de movimientos, en esta primera maqueta el material (alambre) permite crear este movimiento al ser semi-tenso.

Registro 1


Maqueta 2

En esta segunda maqueta exploramos materiales sólidos con mayor espesor, para una mayor resistencia en el modelo y adentrarnos en los medios digitales de fabricación. La primera maqueta es de cartón piedra, se establecen rango de ángulos y extensión en general. Para los ejes de rotación se proponen utilización de tarugos que permiten la rotación en un eje, movimiento vertical de los brazos. Se propone una unión en forma de “e” para la unión en los polos de los tarugos y brazos correspondientes, esta propuesta al probar el ensamblaje en 3D y posteriormente en físico, se comprueba que el ángulo no es compatible con el movimiento deseado.


Registro 1

prototipo Digital

Planimetrías de Movimiento



Prototipo Final

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Como propuesta de movimiento planteamos un modelo que se desenvuelva en el medio acuático, emulando el movimiento de las medusas, ya que una característica de ellas es que no atraen a otros animales, así se cuida la fauna acuática. Este modelo está diseñado para ser portátil, sus medidas están en un rango menor a 20x20 cm, donde su impulso es mediante un pistos de aire, que extiende y contrae la estructura. Modelo conformado por dos grandes secciones; Superior e Inferior. Ambas contienen ejes de movimiento en los polos y están unidas por un eje de rotación en el centro. Estos ejes permiten el movimiento de contracción para el impulso que se genera con la masa de agua en la que se encuentra.

Estructura El esqueleto que da forma a la estructura del modelo está conformado por 4 modelos de piezas; Polos conformados por una estructura plana circular, de diferentes diámetros en los polos siento el superior 3 veces mayor al inferior. Brazos superior, que otorga la forma curva al cuerpo. Hay 8 brazos superiores unidos en pares. La unión está formada por una costilla unida mediante encaje entre ambos brazos. Brazo inferior, unido por con un eje de rotación al brazo superior y llega directo al polo inferior.



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Las uniones son creadas para una movilidad fluida, a base de pocas piezas para una construcción eficiente, con ensamble en las costillas que son estables y ejes de movimiento en los extremos de los brazos. El material está dimensionado para que sea ligero pero firme, tipo aluminio, recubierto con una membrana de silicona que recubre la estructura y sea impermeable. Está cubierta de silicona es esencial para el diseño, pero no influye en el movimiento a realizar, ya que el impulso es desde el interior del cuerpo.


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Prototipofinal medidasoriginales v3.2.png



Piezas

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Plano de corte

Modelo compuesto por 4 piezas principales. Una circunferencia superior que une los brazos superiores, pasando por la apertura circular de 6mm que cada brazo tiene, está hecha de una sola pieza de alambre cuidadosamente soldada. En segundo lugar los brazos superiores, corresponden a un molde único para todos, estos en la parte inferior cuentan con un corte rectangular para el ensamble de la costilla y otro corte circular para el ensamble del eje de rotación que lo une al brazo inferior. Brazo inferior, es una pieza simple, recta con un corte circular en cada extremo para el eje de movimiento. Los brazos inferiores son unidos por otra circunferencia inferior del miso tipo que el polo superior, pero su medida llega a ser 3 veces menor.

Plano de corte El material utilizado es MDF de 3mm, planchas de 30x30 cm. Se distribuyen las deferentes piezas en un orden preciso para mayor aprovechamiento del material. Se puede observar que hay piezas de los diferentes modelos probados. El uso de material es relativamente bajo ya que el modelo está hecho para ser económico y portátil.


Textos Experiencia Medios Digitales

Itay Rojas:

Reflexionando sobre el transcurso de los dos primeros ciclos de este taller y sin saber realmente usar los correspondientes programas de modelado digital, pero aun así observando y habiendo hecho la grafica de información de la maquina "Router CNC" he recibido los conocimiento de un modo pasivo, por así decirlo, entonces ¿De que me di cuenta?.

Lo primero, es necesario tener la idea de que se va a construir y un modo esencial para poder llevar esta "eteriedad" a lo físico es el dibujo, un boceto, que ayuda a realmente pensar y visualizar de una forma más cercana a la realidad, mediante esquemas, planos y medidas. Con esto uno tiene un plan de donde va a brotar la interacción material que abre al prototipo.

Entonces ya con un rumbo es hora de experimentar y ver como lo planeado da paso a la realidad y es cuando nos encontramos con todas las particularidades materiales, de que algunas uniones no sirven, que la flexibilidad solo corresponde a ciertos materiales o la fragilidad de un terciado de espesor de 3mm. Por todas estas cosas siento que es sumamente importante empezar de forma manual y hacer maquetas que nos permita entender todos estos márgenes de juego y experimentar de primera mano lo que funciona, o sea si una maqueta de cartón piedra puede moverse y pivotear, un MDF cortado por laser y tarugos debería tener un éxito del 100% ¿o no?.

La realidad es otra, ya que todo es un mar de variabilidades y características que dan vida a los materiales. Por eso hay que experimentar primero con la mayor libertad y de ahí ir cada vez siendo mas estricto como usando las reglas de las maquinas y ángulos y formas básicas que a mano alzada son mucho mas difíciles de hacer.

Otro punto importante a destacar es lo económico, si puedes llegar a entender mecanismos de forma simple y con materiales más baratos, aparte de llegar a una esencia pura y "minimal", se ahorran costos y con eso se bajan las perdidas. También podemos verlo de un modo "ecológico", si empezamos con cartón, papel o alambre se degradan rápidamente en vez de un plástico, por lo tanto es otra forma de salvar el malgaste material que termina ensuciando.

Aún así, gracias a estas tecnologías podemos crear piezas y manufacturas de formas rápidas e inimaginables que acortan procesos y dan una mejor terminación bajando el margen de error humano. Pero mi punto es que de nada sirven sino entendemos la sustancia delos mecanismos y no tenemos una real conciencia de lo que hacemos ya que todo eso va a nutrir a la maquina, llevándola a su mejor virtud.



Anaís Céspedes:

En relación a los medios digitales de fabricación, el acercamiento personal fue muy superficial. Aún así creo que es una de las herramientas más eficientes para desarrollar ideas de construcción, por una parte porque nos permite conectar a distancia con diferentes personas y lograr crear prototipos, creados en conjunto mediante la edición compartida y el desarrollo en conjunto.

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Lo más importante que puede comprender en este breve acercamiento es que hace más eficiente el trabajo, al tener las herramientas de medidas específicas para la construcción, los errores se pueden prever, como por ejemplo en la formación de piezas en AutoCad todo es muy preciso, y al pasar al modelado 3D en Fusión, el modelo no ensambla bien, eso es un claro indicador de que el modelo debe ser ajustado y revisado desde sus bases. Esto nos ocurrió en uno de los prototipos, y lamentablemente lo comprobamos al ensamblarlo.~ si se puede dibujar funciona, puede funcionar~ Como en otros casos por el contrario se ajusta bien las medidas y forma, pero al no aplicar movimiento no demuestra realmente su eficiencia (error personal al pasar por alto esta prueba digital) no viendo el roce real del material, ya que este prototipo se ajustaba en medidas pero al momento del movimiento no fluía.

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En general es una herramienta super útil para el desarrollo de diferentes construcciones, tanto por las distancias que se acortan, como por los materiales que se aprovechan reduciendo las cantidades de pruebas. Como autocrítica es necesario dedicarle tiempo a un aprendizaje de calidad y específico de estas herramientas.

Maite Aranda

Bajo mi experiencia, tanto en el primer como en el segundo ciclo, el dibujo fue una herramienta esencial para proyectar las ideas a la realidad, pero al no tener los suficientes conocimientos de dibujo digital, trabajar en este medio me significaba una complejidad más, por lo que mi desarrollo fue mas por el lado análogo, a pesar de que, pensando de manera crítica, hubiese sido mucho más significativo darme un espacio para aprender mínimo de una plataforma, para poder acercarme un poco mas a lo que realmente deseaba lograr.

A pesar de no trabajar dibujando digitalmente, si tuve algún contacto con este mundo al trabajar en reiteradas ocasiones con la láser, que requiere un conocimiento mínimo de lo digital al momento de accionar. El trabajar con este medio fue uno de mis aspectos favoritos de trabajo en el taller, el poder simplificar el trabajo y hasta realizar lo que no podría hacer de manera análoga es la característica mas destacable a mi parecer, de todas las maquinas del taller, el compartir ese espacio y comprenderlo, a pesar de no estar inserto en lo digital era una manera de acercarse, de comprender como funciona lo digital, y como nosotros interactuamos con este mundo.

Si bien, pude desarrollarme individualmente sin lo digital, creo que el taller no sería lo mismo sin esto, pero no porque seamos dependientes de lo digital, sino porque es un impulso y una ayuda para llegar más allá de lo que pueden hacer nuestras manos, más allá de lo que podríamos dibujar con solo lápiz, pero que a la vez, depende de lo que podamos lograr análogamente, por esto, creo que la fabricación debe ser una unión de ambos, desarrollando cada espacio para potenciarse uno con el otro, que la influencia de cada uno este presente y mejorar la experiencia de construcción.


Bibliografía y Referencias