jueves, 19 de noviembre de 2009

Conclusiones Finales

Finalmente, logramos terminar el barco con su respectivo análisis, con lo que ahora, el día antes de la competencia, podemos extraer ciertas conclusiones existenciales importantes.
En primer lugar, a pesar del stress provocado por el proyecto en conjunto con todas los otros cursos y actividades propias, resulto ser una experiencia distinta que según como uno la afronte puede convertirse en algo muy gratificante. Es una oportunidad para compartir y aprender, y como tal debe ser realizada con una agradable canción, un chistoso programa de televisión en el fondo o por que no, con un buen asado.
Por otro lado, es interesante observar como lo teórico se va alineando con lo practico para lograr soluciones reales y concretas, donde uno ya duda de que es más emocionante, si cuando uno construye lo que estaba pactado en teoría, o cuando uno observa como nuestros modelos hacen coherencia con la vida real.
Además, existio una herramienta poco ortodoxa, que nos entrego la libertad de escribir reflexiones como estas, el blog. Sin duda, este resulto ser un espacio para manejar la progresión del proyecto de forma nueva y diferente, entregando un nuevo mundo de posibilidades que divulgaban entre la formalidad y la locura.
Nos gustaría también destacar como un agregado significativo, la importancia que se le da a la creatividad dentro de este proyecto, lo cual da motivos para innovar, lo que es tan valioso hoy en día. Y si bien nuestro barco no es el más creativo desde un punto de vista tradicional, lo es, sin duda, desde una creatividad basada en una perspectiva de su simpleza, porque no siempre es fundamental algo excesivamente elaborado para encantar, sino que en lo simple subyace muchas veces la verdadera solución que estábamos buscando. Y al final del día, ese es esencialmente nuestro trabajo, solucionar los problemas de la mejor manera, bajo las restricciones establecidas.

miércoles, 18 de noviembre de 2009

Calculo del tiempo de desplazamiento





De esta manera, pudimo predecir que el barco se demorara 8 segundos en recorrer los 5 metros deseados.


Nuevo Centro de Masa

Para lograr la condición de la cubierta a 5 cms de la línea de flotación debemos tener un barco que pese aproximadamente 7 kgs. Según nuestro grafico para que esto suceda según la geometría del barco, el peso que se debe agregar al barco debiera ser de 5.25kgs considerado que los demás componentes tienen un peso de 1,75 kgs. El peso agregado lo ponemos en el fondo bien distribuido, lo que no generara un peso que se puede modelar como un solo peso centrado en el fondo a una distancia de “y” cms de la cubierta. Esto se modela como sigue:



Con lo que tenemos que con que el peso este a una altura y = -4.704 el barco ya debiese tener estabilidad total, pues su centro de gravedad estaría sobre la línea de flotación. Con -5 ya nos aseguramos una estabilidad total.

miércoles, 11 de noviembre de 2009

Calculo del Centro de Carena

Lo primero que debemos entender que es realmente el centro de carena. Para esto nos referimos a nuestro gran amigo wikipedia que nos dice:
<
Dado el movimiento del buque en las olas, la posición del centro de carena es variable y depende de la forma y volumen de casco sumergido en ese instante.

La curva en el plano trasversal que describe el centro de carena para los diferentes ángulos de rolido, se denomina Curva del centro de carena y sus radios: Radios de curvatura.>>

Para nosotros calcular nuestro propio Centro de Carena, utilizamos la formula en MAPLE y sabiendo ya que el agua desplazaba 1,75 kilogramos de agua, evaluamos la funcion hasta ver en que punto se desplazaba la mitad de esta masa, obteniendo que esto se daba a los 10,252cm. que corresponderia al centro de carena. De esta manera nuestro barco quedaria de la siguiente manera:

Mas Calculos Maple

Luego lo que debemos realizar es obtener la ecuación que define el volumen desplazado del agua, donde el pequeño espesor de la quilla, nos permite tomarlo como despreciable. De esta manera, logramos plantear la siguiente ecuación que define el volumen de nuestro modelo:



Además podemos elaborar un gráfico que nos permite saber cuanto es el volumen desplazado en función de la altura sumergida:


Es importante notar que esta ecuación nos permitirá saber a cuanto distancia estará sumergido el barco. Bajo los datos iniciales, nos daremos cuenta que el barco flotara con tan solo con 2,76cm sumergidos.
Estos cálculos se corroboran dócilmente ubicando el modelo en el agua, el cual no lograra mas de tres centímetros. Esto es importante, ya que para lograr nuestras expectativas del punto de flotacion, tendremos que cambiar la quilla respectiva, por una de un metal aun mas pesado, donde la placa debe pesar alrededor de 4 kilos.

Para calcular las coordenadas del centro de gravedad de los tres objetos se ocupara un sistema que partirá con z=0, y de punto de referencia el que observamos en la figura siguiente en la esquina superior de la embarcación. Es importante considerar que bajo nuestros supuestos, se encuentra el que la botella de agua esta enterrada una distancia de 4cms en el barco.



Luego a partir de las siguientes formulas:



Y evaluando, pudimos encontrar los siguientes centros de gravedad:
botella
x=42,5cm
y=4cm
barco
x=36,915cm
y=-4,72cm
quilla
x=42,5cm
y=-26,25cm
con lo que las coordenadas del sistema total seran:
x=41,7cm
y=-5,89cm

A continuacion podemos observar un esquema mas ilustrativo de una perspectiva frontal con sus respectivos valores de centro de gravedad:

Modelando el barco con MAPLE

Al tomar la decision de con que modelar, pasamos por un brainstorm de herramientas computacionales que nos podrian servir, partiendo por herramientos mas desarrolladoras de disenos como Autocad o Sketch Up hasta herramientas mas matematicas como Matlab. Sin embargo, decidimos que la mejor decision era aprovechar el amplio manejo que tenemos en MAPLE de tal manera de aprovechar a la vez sus herramientas graficas para obtener una imagen grafica de como se veria nuestro barco, y sus habilidades computacionales que nos permitirian evaluar los elementos necesarios para cumplir con nuestro proposito de ganar la competencia.

En una primera aproximacion, obtuvimos un grafico incorporado a traves de las siguientes funciones de plot donde la primera corresponde a la seccion alargada del barco, la segunda a la tapa y por ultimo la tercera corresponde a la quilla del barco.


De esta manera, obtendremos los siguientes plots que definiran a nuestro barco desde distintintas perspectivas:




Imagenes del proceso de nuestro prototipo final