Taller de Planeadores

De Casiopea



TítuloTaller de Planeadores
AsignaturaTaller de Titulación de Diseño
Del CursoTaller de Titulación 1
CarrerasDiseño, Diseño Gráfico, Diseño Industrial
Alumno(s)Consuelo Carreño, Renee Rodo, Jessica Villarroel

Taller inscrito en:

Desarrollo Aconcagua FabLab 2019

Estudio Aviones de Papel y sobre su Aerodinámica

Este taller fue creado por Aconcagua FabLab: Laboratorio móvil de fabricación digital, con la maquinaria de la universidad Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y financiado por el proyecto BioGeoArt Proyecto CONICYT- PIA | SOC 180040.

Este instructivo está creado para la aplicación del taller Planeadores, con la creación de un Avión con forma de tubo. Dentro de esta carpeta vendrán todos los datos necesarios para poder hacer factible el taller, ya sea material de apoyo, vídeos explicativos, imágenes, fichas y los archivos del material didáctico.

¿Qué es la aerodinámica?

Rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre estos y el fluido que los baña, siendo este último un gas y no un líquido, caso este que se estudia en hidrodinámica.

Principio de Bernoulli

En dinámica de fluidos, el principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli, describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en 1738​ y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. Aunque Bernoulli dedujo que la presión disminuye cuando aumenta la velocidad del flujo, fue Leonhard Euler, quien derivó la ecuación de Bernoulli en su forma habitual en 1752


Mecanismo básico de vuelo de un ave

Casi todas las aves pueden volar, aunque hay algunas especies que no lo hacen. Los pájaros vuelan gracias a sus alas, y al poco peso de su esqueleto. Tienen los músculos pectorales muy desarrollados, esto les permite mover sus alas con mucha fuerza. Cuando baten sus alas, crean un vació que se llena de aire, impulsándoles hacia arriba. Cuando están volando, aprovechan las corrientes de aire, así ahorran energía. Lo mismo sucede con otras aves de mayor tamaño, solo que estas tienen las alas mucho más grandes. El ser humano a lo largo de la historia ha buscado imitar la estructura de las aves para conseguir volar usando artilugios en forma de «alas». También a la hora de construir aviones y otros mecanismos de vuelo han servido de inspiración el vuelo de las aves.

Los principios básicos del vuelo de un ave son similares a los de un avión. La fuerza de sustentación es producida por la acción del flujo de aire a través del ala, el cual es un perfil alar. La fuerza de sustentación se produce porque la presión del aire es menor en la parte inmediatamente sobre el ala y ligeramente superior en la parte inferior del ala.

Al planear tanto las aves como los planeadores obtienen a partir de sus alas tanto una fuerza vertical como una fuerza de empuje adelante. Esto es así porque la fuerza de sustentación se produce en una dirección perpendicular a la del flujo de aire, la que en vuelo horizontal se produce en la parte inferior del ala. Por lo tanto la fuerza de sustentación posee un componente adelante. (El peso siempre actúa verticalmente abajo y por lo tanto no puede producir una fuerza adelante. Sin este componente adelante, un ave que planea descendería en sentido vertical, en forma similar a como cae un paracaídas).

Taller de Aviones

Resumen

Este taller consiste en presentar los principios científicos de la aerodinámica básica, mediante la construcción de modelos simples. Los participantes comprenderán y se relacionarán con la materia de forma directa, tanto teórica como prácticamente.

La jornada de divide en dos partes. Primero se realiza una introducción a la materia, desde qué es la aerodinámica, el por qué y el cómo vuelan los aviones; llevándolo a ejemplos en papel. Para la segunda parte se hace entrega de un kit de dos piezas, con el que el participante fabricara su propio “Avión Tubo”.

Apoyo para ejemplificar

Demostración 1

Se parte desde una pequeña introducción a la materia de la aerodinámica, explicando por qué el aire es y se comporta como un fluido, y así el principio de Bernouilli. Se explica este principio relacionado con la velocidad de un fluido “la energía de un flujo es constante, si la velocidad aumenta la presión disminuye y viceversa”.

Se toma un pedazo de hoja de papel, poniedolo en la boca y soplando por ambos lados de este (arriba y abajo), preguntando a los participantes que esperan que suceda. Se lleva a cabo el experimento y se explica el principio, mientras mayor velocidad tenga el aire que afecta al papel, menor será la presión (del aire) que afecta a este, por lo que el papel se eleva.

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Demostración 2

Como segunda explicación se pregunta a los participantes ¿por que creen que vuelan los aviones?, se busca que sus respuestas se relacionen con el principio recién presentado. Se muestran estos modelos representativos y se pregunta ¿cuándo van en auto y sacan la mano por la ventana, cómo afecta el viento a la posición de la mano? Desde esto se explica que existen 4 fuerzas que actúan sobre la mano, la misma fuerza del brazo (↑), gravedad (↓), empuje del auto (←), roce del viento(→).

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Estas mismas fuerzas son las que afectan a un avión en vuelo, excepto que la primera fuerza (de la mano misma) va dada por las turbinas del avión. Además de esto en los aviones también se aplica la primera ley propuesta, de Bernoulli, donde se dice que a mayor velocidad menor presión. El viento debe recorrer una distancia mayor en la parte superior del avión al ser más largo, lo que genera mayor velocidad y así una menor presión (del aire) en la parte de arriba, aumentando la presión (del aire) en la parte inferior lo que en cierto sentido lo eleva y mantiene en velocidad.

Objetivos

  • Demostrar que existen formas diferentes a las comunes que mantienen los principios de la aerodinámica.
  • Comprender de una manera diferente la observación de la naturaleza a partir de la actividad sensorial desde el modelo didáctico.

Impacto en el participante

  • Entendimiento básico del comportamiento del aire
  • Como logran volar las aves o los objetos diseñados para volar

Realización del taller

Se parte desde una pequeña introducción a la materia de la aerodinámica, explicando por qué el aire es y se comporta como un fluido, y así el principio de Bernouilli.

Se explica este principio relacionado con la velocidad de un fluido “la energía de un flujo es constante, si la velocidad aumenta la presión disminuye y viceversa”.Se toma un pedazo de hoja de papel, poniéndolo en la boca y soplando por ambos lados de este (arriba y abajo), preguntando a los participantes que esperan que suceda. Se lleva a cabo el experimento y se explica el principio, mientras mayor velocidad tenga el aire que afecta al papel, menor será la presión (del aire) que afecta a este, por lo que el papel se eleva.

Como segunda explicación se pregunta a los participantes ¿por que creen que vuelan los aviones?, se busca que sus respuestas se relacionen con el principio recién presentado. Se muestran estos modelos representativos y se pregunta ¿cuándo van en auto y sacan la mano por la ventana, cómo afecta el viento a la posición de la mano? Desde esto se explica que existen 4 fuerzas que actúan sobre la mano, la misma fuerza del brazo (↑), gravedad (↓), empuje del auto (←), roce del viento(→).

Estas mismas fuerzas son las que afectan a un avión en vuelo, excepto que la primera fuerza (de la mano misma) va dada por las turbinas del avión. Además de esto en los aviones también se aplica la primera ley propuesta, de Bernoulli, donde se dice que a mayor velocidad menor presión.

El viento debe recorrer una distancia mayor en la parte superior del avión al ser más largo, lo que genera mayor velocidad y así una menor presión (del aire) en la parte de arriba, aumentando la presión (del aire) en la parte inferior lo que en cierto sentido lo eleva y mantiene en velocidad.

Cronograma

Detalles

Duración: 40 minutos

Cantidad de participantes: 5 - 25

Material didáctico: Avión Tubular [A-1]

Herramientas Físicas: computadores, material de muestra (ejemplos)

Herramientas Metodológicas: explicación verbal y audiovisual de la materia, ejemplos físicos, fabricación de modelos


El taller de Aerodinámica se divide en dos fases

  • Presentación de la materia y ejemplos
  • Creación de avión de tubo
  • Presentación de las herramientas metodológicas
    • 2 minutos: Bienvenida e introducción
    • 7 minutos: Presentación de la primera problemática y ejemplos
    • 7 minutos: Presentación de la segunda problemática y ejemplos
  • Construcción del avión de tubo
    • 10 minutos: Armado de Avión tubo
    • 2 minutos: Regalo de aviones de papel
    • 3 minutos: Reflexión y preguntas, momento para conversación

Preparación material didáctico

Para la fabricación del avión tubular de papel se utiliza la ficha A-1: avión tubularCada kit consiste de una tira de cartulina de color calada, junto a una tira de cartón piedra también prepicada. Para la creación de estas se utiliza cartulina opalina de pliego, 1/2 pliego cartulina [550mmx770m] = 6 aviones; 1/2 pliego cartón [550mmx770mmx1.5mm] = 70 tiras de "peso"

Maquinaria usada: Cortadora láser

Material: cartulina opalina y cartón piedra

Tiempo: 18 minutos total

Potencia: En cartulina = Semicorte: 100 - 15 - 15 | Corte:50 - 35 - 35 | Grabado: 100 - 15 - 15 En cartón = Semicorte:100 - 18 - 18 | Corte: 25 - 40 - 40

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Armado

Al tener el kit cortado se dispone a armar: Este kit consiste de dos piezas, tira de papel [1] y tira de cartón [2]. Se comienza por doblar y plisar ambas piezas, en el prepicado inferior de la primera pieza, y a lo largo en la segunda, de modo que quede curvo el cartón. Luego de esto se alinean las dos partes, para doblar el papel envolviendo a la tira de cartón, en la parte inferior. para luego curvar ambas piezas y cerrar el objeto con el encaje.

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Regalo de Apoyo

Planeadores Regalo: Existen tres tipos de planeadores de papel, que se presentan como regalo a los participantes, al terminar la actividad, este es a modo de regalo, cada uno tiene un código QR, lo que redirecciona a la página [[1]]. Aquí se presentan los modelos creados en modelado 3d, esto muestra una nueva manera de modelar un objeto, parte fundamental en la fabricación digital, la proyección de los objetos en computadora. Cortesía del Taller de Fabricación 2018

Planeadores inscritos en una hoja de papel, la que se entrega como regalo para su posterior armado.

ArmablesDefinitivos 1.jpg ArmablesDefinitivos 2.jpg ArmablesDefinitivos 3.jpg

Modelo en 3d de planeador


Archivo:Planeador1.pdf | Archivo:Planeador2.pdf | Archivo:Planeador3.pdf

Validación Taller

Salida Feria de las Ciencias, Concón 2018

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Salida Ludoteca, Valparaíso 2019

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Publicación

https://www.instructables.com/id/Avi%C3%B3n-Tubular/