Taller de la Competencia Giroscópica 2023 / Taller de Título: S.T.E.A.M. Gender 2023 - Juan Carlos Jeldes

Título	Taller de la Competencia Giroscópica 2023 / Taller de Título: S.T.E.A.M. Gender 2023 - Juan Carlos Jeldes
Asignatura	Taller de Titulación de Diseño
Del Curso	Taller de Título: S.T.E.A.M. Gender 2023 - Juan Carlos Jeldes
Carreras	Diseño
Nº	2
Alumno(s)	Franco Castañeda Becerra, Bastián González, Rosario Vicente Gorigoitía

Taller de la Competencia Giroscópica

El taller busca lograr que los participantes entiendan, a partir de la experimentación y la práctica sensorial con modelos didácticos, algunos de los efectos físicos que se rigen en la cotidianeidad. El Efecto Giroscópico lo encontramos en diferentes elementos y usos, nosotros lo aplicaremos en un trompo. Bajo esta materia se disponen grupos de trabajo, quienes mediante el trabajo con el software “Processing” llegarán a diferentes modelos de discos creados por el código, los cuales serán configurados según los parámetros que los alumnos definan. Luego esta “imagen digital” del disco se llevará a la realidad mediante el uso de la fabricación digital (Corte láser); experimentando así el paso del bits al atoms o “del código a la realidad” para luego armar sus propios artefactos giroscópicos y competir en grupos por el mayor tiempo de giro.

Objetivo

• Presentar/enseñar al niño el fenómeno físico del efecto giroscópico, a través de una presentación con explicación teórica y luego con un experimento práctico, al crear y hacer girar sus propios prototipos.
• Que logre identificar en su vida cotidiana donde se encuentra este efecto físico.
• Que entiendan las propiedades que existen en la física de este efecto para la mayor durabilidad del tiempo de giro.
• Demostrar la posibilidad de pasar bits a atoms y viceversa, desde el trabajo con fabricación digital.

Impacto en el participante:

• Percibir a un software de programación para la formación y parte del trabajo cotidiano comprendiendo que existe un pensamiento matemático por detrás.
• Valorar un espacio de investigación y el trabajo cooperativo en grupo para lograr objetivos en común.
• Tener apertura, duda y curiosidad como base del conocimiento científico, valorando la programación como construcción.
• Introducirlo a lo que es la fabricación digital y que reconozca programas con los cuales se trabaja.
• Que comprenda el traspaso de información entre diversos medios y formatos.

Materias explicadas

Efecto Giroscópico

Es un fenómeno dinámico que tiene lugar en cuerpos que tienen un movimiento de rotación en torno a un eje de simetría, este eje puede o no ser fijo de manera que a medida de que cambie su orientación en el espacio el sistema tiene que adaptarse también.

Éste se ve representado en muchos artefactos de la vida cotidiana como por ejemplo las ruedas de bicicleta o de moto, trompos, al girar una moneda, estabilizadores de satélites artificiales, , bailarinas de balletetc . A su vez, la Tierra es un gran giróscopo. ¿Por qué un trompo parece desafiar la ley de la gravedad? ¿Por qué personas normales, sin habilidades de equilibristas, pueden conducir tanto bicicletas como motocicletas sin caerse? ¿Por qué los proyectiles que giran sobre su eje mantienen una trayectoria tan estable? Todos estos fenómenos cotidianos, nos rodean y suceden normalmente. Y por supuesto, al igual que todo suceso que ocurre en la Tierra poseen una explicación física.

Todos estos hechos, implican una cierta estabilidad por parte de cuerpos rígidos en rotación. Esta estabilidad intrínseca y otros fenómenos pueden ser explicados gracias al efecto giroscópico.

Propiedades fundamentales en los cuerpos de rotación:

• La precesión: Movimiento ocasionado por una fuerza externa (gravedad o intencionada) que al ser recibida o aplicada perpendicularmente en el eje de rotación esta se ve reflejada a 90°.
  • Mientras más rápido gira (RPM) hay menor precesión.
  • Mientras más fuerza se le aplique al eje de rotación, habrá más precesión.

• La inercia giroscópica o rigidez en el espacio: El rotor al estar girando permanece rígido en el espacio.
  • Mientras más rápido gira el rotor (RPM), está más rígido en su plano por lo que se mantiene más estable.
  • Mientras más masa exista en los bordes del rotor y más grande el radio, tendrá más rigidez en el espacio (Momento de inercia).

Este proyecto es una forma sencilla de comprender ciertos conceptos de dinámica y mecánica, como el movimiento giroscópico.

Bits and atoms

El Centro para Bits y Átomos es una iniciativa interdisciplinaria ambiciosa que apunta hacia el fin de la Revolución digital preguntándose cómo puede personificarse y abstraerse la descripción funcional de un sistema hacia una forma física. Estas simples y profundas preguntas datan desde el inicio de la manufactura moderna, y antes de esto, al origen de las ciencias naturales, pero tienen nuevas implicancias revolucionarias, que dependen del reconocimiento de la universalidad computacional de los sistemas físicos.

Processing y p5js

Processing es un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado de código abierto basado en Java, de fácil utilización, y que sirve como medio para la enseñanza y producción de proyectos multimedia e interactivos de diseño digital. Uno de los objetivos declarados de Processing es el de actuar como herramienta para que artistas, diseñadores visuales y miembros de otras comunidades ajenos al lenguaje de la programación, aprendieran las bases de la misma a través de una muestra gráfica instantánea y visual de la información.

“¡p5.js es una biblioteca de JavaScript para la programación creativa, que busca hacer que programar sea accesible e inclusivo para artistas, diseñadores, educadores, principiantes y cualquier otra persona! p5.js es gratuito y de código abierto porque creemos que el software y las herramientas para aprenderlo deben ser accesibles para todos”

1. P5js [[1]]

Preparación del Taller

Diseño de los dispositivos

Partes del trompo

• 

  Cuerpo impreso en 3D. Acople al lanzador, cuerpo central y puntillas.

• 

  Puntas impresas en 3D

• 

  Lanzador impreso en 3D

• 

  Discos y Golillas de acrílico

• 

  Discos de MDF cortados con láser

Discos

Se prefabricaron discos de MDF de varios modelos, los cuales estaban dispuestos dentro de los Tool kits. Los discos del trompo grupal, los que participaron en la competencia final, fueron diseñados por los participantes y cortados durante el taller con la cortadora láser en acrílico de distintos colores.

La idea de los discos prediseñados era que cada estudiante tuviera un rango de posibilidades para poder experimentar y comprobar como variaba el fenómeno físico a través de los tamaños, los diseños y la altura de los discos en el trompo, para luego llegar a una forma definitiva y decantar en un diseño final para lograr el objetivo del taller.

Discos prefabricados

Se definieron cuatro diseños y cuatro medidas de los discos: 8, 10, 12 y 14 centímetros. Para que hubiera una cantidad adecuada de discos que permitieran una etapa experimentación idónea, se calculó que deberían haber:

• 80 discos de 8 centímetros.
• 80 discos de 10 centímetros.
• 80 discos de 12 centímetros.
• 40 discos de 14 centímetros.

Disposición y cálculo de los discos

En total, fueron 280 discos prefabricados que se debían distribuir en cuatro planchas, dos de 74x140 cm y otras dos de 78x88 cm.

Código en p5js

Link del programa

Código p5js

/*
Taller de Título 2023 - STEAM & Gender 
Creación de Discos  - Juan Carlos Jeldes

COMPETENCIA GIROSCÓPICA

Franco Castañeda - Bastián González - Rosario Vicente
*/

let sliderN, sliderR1, sliderR2;
let buttonS;
let buttonRes;
let sliderR3;
let x2;

function setup() {
  createCanvas(800, 400, SVG); //Agregar para .svg
  let naristas = createElement("naristas", "Aristas");
  naristas.position(400, 415);
  sliderN = createSlider(4, 100, 10, 2);
  sliderN.position(400, 420);
  let radius1 = createElement("radius1", "Radio 1");
  radius1.position(400, 455);
  sliderR1 = createSlider(40, 200, 100, 2);
  sliderR1.position(400, 460);
  let radius2 = createElement("radius2", "Radio 2");
  radius2.position(400, 495);
  sliderR2 = createSlider(40, 200, 50, 2);
  sliderR2.position(400, 500);
  strokeWeight(1);
  stroke(255, 0, 0);
  noFill();
  
  buttonS = createButton('Guardar');
  buttonS.position(820, 420);
  buttonS.mouseReleased(greet);
  
  /* sliderR3 = createSlider(0, 250, width / 2);
  sliderR3.input(updateX); */
}

function greet() {
  save("DiscoTrompo.svg"); // Le da nombre al archivo
  print("svg guardado");
  noLoop(); // Para que sólo lo exporte una vez
}

function draw() {
  background(250);

  let n = sliderN.value();
  let r1 = sliderR1.value();
  let r2 = sliderR2.value();
  
  star(width / 2, height / 2, n, r1, r2);
  
  // ellipse(width / 2, height / 2, x2); 
}

function star(xpos, ypos, n, r1, r2) {
  let x, y, t, r;
  let s = TWO_PI / n; // incremento angular
  push();
  circle(xpos, ypos, 44);//Círculo central 82,67
  circle(378.5,ypos, 8.5);
  circle(421.5,ypos, 8.5);
  translate(xpos, ypos);
  rotate(-HALF_PI);
  beginShape();
  
   for (let i = 0; i < n; i++) {
    t = i * s;
    if (i % 2 == 0) {
      r = r1;
    } else {
      r = r2;
    }
    
    x = cos(t) * r;
    y = sin(t) * r;
    
    vertex(x, y);
  }
  endShape(CLOSE);
  pop();
}

/* function updateX() {
  x2 = sliderR3.value();
} */

Diseño del taller

Para que el taller resultara como lo deseamos, tuvimos que hacer un desarrollo e investigación previa: En primer lugar encontrar un fenómeno el cual pueda ser aprendido mediante la experiencia del taller utilizando la fabricación digital como herramienta. Luego un estudio previo de este "fenómeno" para así diseñar un objeto replicable y ajustable en el que éste se exprese. Este objeto tiene que poderse armar en un tiempo acotado para que se pueda prototipar y desarrollar durante el taller.

Se tuvo que crear un ritmo en el que se notara un comienzo, rompehielos, desarrollo, climax y desenlace. Para dar conocimiento del contenido se preparó una presentación la cual se utilizo como apoyo visual. Cuando el taller tomó forma, empezaron las coordinaciones de los espacios físicos, programación de horarios con los participantes, registrar las herramientas con las que se cuentan, descargar los respectivos programas, cotización de materiales y trabajo de manufactura necesario para el material prefabricado. Tiene que haber material suficiente para los participantes para que se queden con el contenido y objeto con el que experimentaron en el taller.

Se debe crear la ruta por la que van a pasar los participantes y ver los quiebres que puede tener para anticiparse a fallos o espacios muertos. Previo al taller se deben reunir y capacitar a los monitores que estarán ayudando.

Todo este trabajo organizativo previo al taller fué guiado y corregido por el profesor guía del taller de titulación, Juan Carlos Jeldes ya que el tiene experiencia de haber echo talleres interactivos de fabricación digital. Se tardó 5 clases para la creación y organización de esta jornada.

Ruta y cronograma propuesto

• 8:20 am Reunión organizadores del "Taller giroscópico"
• 8:30 am Llegan participantes del Colegio Patricio Lynch y son dirigidos a la sala creativa
• 9:30 am Desayuno en la sala América
• 10:00 am Bienvenidas y charlas en el auditorio de la Escuela de Negocios y Economía PUCV
• 11:15 am División de los alumnos en 2 grupos para trabajar en los talleres paralelamente
• 11:25 am Rompehielos
• 11:30 am El taller tiene que haber comenzado
• 12:00 pm Taller 2
• 12:30 pm Competencia giroscópica final

Rompehielo

Los alumnos se disponen en fila para entrar al MadLab. En la entrada hay una persona que sostiene una caja NO transparente la cual contiene ejes con diferentes colores, Los participantes deben sacar un eje al azar para luego ir a sentarse a la mesa que le indica el color correspondiente al que le tocó.

Existe siempre un margen de error en la cantidad de participantes que llegan el día de la actividad, por lo que es importante tener organizado la cantidad de gente que tendria que tener un grupo de trabajo y variables de esto. Así como tambien contar con material extra por si se unen marticipantes a ultimo minuto. Para esto se hizo el siguiente calculo, si son:

• 42 Alumnos serían 7 grupos de 6 participantes.
• 41 Alumnos serían 1 grupo de 5 y 6 grupos de 6 participantes.
• 40 Alumnos serían 2 grupos de 5 y 5 grupos de 6 participantes.
• 39 Alumnos serían 3 grupos de 5 y 4 grupos de 6 participantes.
• 38 Alumnos serían 4 grupos de 5 y 3 grupos de 6 participantes.

• 

  Sacar al azar una pieza

• 

  El color de la pieza indica en que mesa sentarse

Toolkit

Esta caja contiene materiales prefabricados.

• Discos de MDF de diferentes tamaños, con terminaciones variadas y cortados en la laser.
• Cuatro placas acrílicas de 15 cm x15 cm y con 3mm de grosor. Una de cada color.
• Puntillas de 3 formas diferentes, impresas en 3D.
• Lanzador impreso en 3D.
• Cuerda para el lanzador impresa en 3D.
• Golillas de 3mm de grosor cortadas con la laser en un acrílico transparente.

Distribución del espacio

Presentación

Tops - Charles y Ray Eames

Un corto cinematográfico de la pareja de Diseñadores Eames, sobre el antiguo arte y oficio de hacer peonzas e hilar trompos. Un total de ciento veintitrés trompos giran a lo largo de la película con el acompañamiento de una melodía creada por Elmer Bernstein.

Esta pieza audiovisual fue utilizada como referencia para el trabajo previo de desarrollo del cuerpo creado como prototipo final de la experiencia del taller giroscópico. Es por esta misma razón que fue reutilizado de manera expositiva durante la etapa de ejecución práctica con los toolkit.

Monitores

En el taller se contó con 3 alumnos organizadores de la jornada y 4 alumnos monitores que se encargaron de guiar a los participantes en el transcurso del taller. Disponibles en todo momento para contestar preguntas, ayudar y complementar con contenido si fuese necesario.

En este caso las monitoras fueron mujeres por que se quiso ejemplificar y poner en práctica el interés de participación femenino en talleres y cursos STEAM. Cada una estaba encargada de un grupo reducido de participantes.

Todos los organizadores y ayudantes se encontraron uniformados con un color claro para la fácil distinción y con el logo del Aconcagua FabLab para identificarse como participantes de este proyecto.

Competencia

Registro y memoria del desarrollo del taller

Flickr de 189478190@N08.

Datos

Fecha de realización: Martes 9 de Mayo, 2023

Duración: 9:30 am - 14:30 pm

Ubicación:

• Recepción en la sala américa, Escuela de Diseño y Arquitectura PUCV, Manuel Antonio Matta 79, Recreo, Viña del Mar
• Charlas en Auditorio de Escuela de Negocios y Economía PUCV, Amunátegui 1838, Recreo, Viña del Mar
• Taller de Robótica en Sala Creativa de la Escuela de Diseño y Arquitectura PUCV, Manuel Antonio Matta 12, Recreo, Viña del Mar
• Taller del Efecto Giroscópico en Laboratorio de Fabricación de la Escuela de Diseño y Arquitectura PUCV, Manuel Antonio Matta 79, Recreo, Viña del Mar

Mapas:

Estudiantes: 40 Estudiantes en total.

• 18 alumnos del Colegio Patricio Lynch.
• 22 alumnos del Liceo Tecnológico de Villa Alemana.

Autoridades:

• Embajadora de los Estados Unidos ante La República De Chile, Señora Bernadette Meehan.
• Almirante Julio Leiva.
• Rodrigo Saavedra, Decano de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.
• Alcaldesa de Villa Alemana, Javiera Toledo.
• Secretaria General de la Corporación Municipal de Villa Alemana, Lilia Ayala.
• Dr Chris Konek, Science Director, Onr Global.
• Sonia Wolff, Associate Science Director, Onr Global.
• Teniente 1° Francisca Lema.
• Rodrigo Navia, Director de la Escuela de Negocios y Economía.
• Juan Carlos Jeldes, Director de la Escuela de Arquitectura y Diseño.
• Jimena Pascual, Directora del Proyecto Ines de Género Pucv y Directora de la Escuela de Ingeniería Industrial.
• Verónica López, Directora del Centro de Investigación para la Educación Inclusiva.
• Corina González, Representante del Centro de Investigación en Didáctica y Educación Stem.

Desayuno: Una caja con el respectivo desayuno para cada participante, además habían termos con café y agua caliente para autoservicio.

Implementos taller del efecto giroscópico:

• 4 Mesas
• 2 Televisores
• 2 Alargadores
• 6 Ordenadores
• 8 Tool Kits con:
  • 4 Placas de Acrílico
  • 35 placas de MDF Prefabricadas
  • 50 golillas
  • 15 Puntillas intercambiables
  • 1 Lanzador con Correa
• Cortadora Láser

Hechos

Previo al Evento

Primera Parte

• Definición del fenómeno: efecto giroscópico
• Selección del objeto físico a Diseñar: Trompo con partes modulares
• Diseño del código para el programa de control CAD para el taller

Segunda Parte

• Se determinan los tiempos y ritmos del taller, y selección de monitores
• Reunión previa con Rodrigo Dahmen para acordar distribución de espacios y monitores
• Se conversa con Manuel Toro y los funcionarios para guiar a los invitados durante el día del evento

Día del evento

• Llegada del Colegio Patricio Lynch y movilización a la Sala Creativa | 8:30 am
• Instalación de Taller de Robótica | 9 am
• Llegada del Grupo de Liceo de Villa Alemana | 9:30 am
• Desayuno en la sala América | 9:30 am
• Charlas en Auditorio de Escuela de Negocios y Economía PUCV | 10:00 am
• División del grupo en 2 para movilización a las salas de los talleres | 11:20 am
• Paralelamente comienza el taller de robótica y el de la competencia giroscópica | 11:40
• Plenario de despedida | 12:40 pm
• Taller número 2 de la competencia giroscópica para alumnos Patricio Lynch | 13:15 pm
• Competencia giroscópica final de trompos grupales | 14:00 - 14:30 pm

Situaciones

• Se mezclaron los estudiantes de ambas escuelas durante las actividades

• Durante la finalización del primer grupo del taller Giroscópico, la mitad de los estudiantes del Colegio Patricio Lynch se quedaron abajo en el taller de Robótica

• Se dispuso flexibilidad para que los estudiantes que se quedaron en el taller de robótica se incorporasen a la primera ronda

• La visita de la Embajadora de USA fue a mediados del desarrollo del primer grupo del taller giroscópico, se le mostró el funcionamiento de las máquinas

• Se extiende el evento hasta la jornada de la tarde (14:00pm) donde se realiza la competencia final con todos los estudiantes del colegio Patricio Lynch

Observaciones y hallazgos

Observación	Hallazgo	Se implementó	Resultado
Durante el trabajo en subgrupos, cada integrante aportó según sus intereses y habilidades. Pero hubo un porcentaje de niños que no lograron introducirse 100% en el taller ya que no se logró llegar a ellos desde sus intereses.	Para que todos los integrantes participen, se les tiene que dar una tarea en específico de la cual se tienen que encargar.Así se logra que entren en un transe de interés al hacer algo con las manos.	Si, en las jornadas del “Taller de Arduinos”.	Se logró la participación de cada integrante según el rol acordado con el monitor. Ésto generó un buen clima de trabajo en grupo en el que todos aportaron con ideas desde lo suyo y estaban concernidos y concentrados.
En este evento hubieron actividades externas al taller a las que se tuvo que adecuar y coordinar el tiempo-espacio para que resultaran todas según lo presupuestado.Pero al participar personas de distintas instituciones, se superpusieron agendas.	Al haber superposición de agendas, cada invitado tenía sus propios tiempos por lo que no se pudo realizar el taller a la hora propuesta ya que faltaban participantes o habían visitas de autoridades que no permitieron iniciar y terminar según la hora del cronograma.	Si, en las jornadas del “Taller de Arduinos”.	Para la ejecución del taller de arduinos se coordinaron acuerdos y horarios previamente con todo el personal participante de la jornada. Se tuvo pleno conocimiento del cronograma para coordinadores, profesores, monitores y alumnos.