Luego de haber centrado nuestro proyecto en establecer ciertas medidas de mitigación para que la ola pierda energía a medida que se acerca al borde costero, presentamos las siguientes secuencias de imágenes que nos permiten observar el comportamiento de la onda cuando se desplaza por encima de un objeto de cierta geometría o colisiona con este.
Como nuestro dispositivo aún no está terminado, dejamos un vídeo de un dispositivo que se asemeja bastante al nuestro, en el que se muestra el funcionamiento de éste. Es importante recalcar que nuestro dispositivo es menor que el que se muestra en el vídeo y la ola no se genera de la misma manera, sin embargo, el movimiento de la membrana y posteriormente la trayectoria de la ola se asemeja bastante a nuestro proyecto. LINK: http://www.chilevision.cl/home/content/view/441570/81/ A partir del minuto 4:05
Más que enfocar nuestro proyecto en el dispositivo para generar la ola (que hasta ahora fue lo más complicado de armar), el objetivo es estudiar el impacto de la ola sobre la playa del continente. Estudiaremos la velocidad y altura que alcanza la ola bajo diferentes fuerzas de presión aplicadas en la membrana. También pondremos obstáculos en la trayectoria de la ola para analizar su comportamiento y estudiar los efectos de reflexión y transmisión de la ola. De esta forma, contextualizando nuestro proyecto con la realidad, podremos hacer un estudio de impacto y, posiblemente, podríamos encontrar soluciones preventivas a las consecuencias catastróficas de un tsunami. El análisis experimental de lo mencionado anteriormente, se verá el día de la presentación del proyecto. Cabe recalcar que, debido al tamaño de la maqueta, el movimiento de la ola hacia el continente será bastante rápido, por lo que no está descartada la posibilidad de grabar el experimento y mostrarlo en cámara lenta a los interesados para que puedan apreciar detalladamente los resultados.
Dispositivo que generará la ola Para lograr el movimiento ondular del fluido, debemos hacer que la membrana ubicada en la base de la maqueta descienda lentamente y luego ascienda rápidamente. Para esto, hemos creado un dispositivo que funciona a presión, el cual estará adherido a la membrana. A continuación, describimos cada una de sus partes
Contenedor del aire a presión
El dispositivo se basa en una botella pet de 2.5 litros que se usa como contenedor de presion (una botella de este tipo resiste 50 psi aproximadamente) En la boquilla de la botella se instala un acoplado al cual se le une: - Manómetro para medir la presión (1) - Válvula para la salida del aire a presión (2) - Válvula para introducir el aire a la botella (3)
Válvula Selenoide (Chelic sv-6102)
Dispositivo que se conecta a la corriente por medio de un enchufe, lo que le da un impulso electro magnético que mueve un émbolo. Esto permite el paso del aire a presión hacia el cilindro neumático por medio de una válvula.
Cilindro Neumático
Dispositivo que convierte la fuerza potencial del gas comprimido en energía cinética. La velocidad de subida y bajada del émbolo (tenaza plateada) depende de la presión que reciba. Este dispositivo se adhiere a la membrana y es el que finalmente se encarga del movimiento de ésta. Dispositivo final
En esta imagen se puede ver cómo se ensamblan las piezas descritas anteriormente.
A continuación, se presenta un vídeo que muestra cómo funciona el dispositivo.
Nota
Cuando el émbolo está adentro del cilindro, el aire que viene de la botella entrará por la válvula inferior al cilindro, provocando presión sobre el émbolo, lo que finalmente hace que éste salga.
Al desenchufar la válvula, saldrá el aire de abajo del émbolo rápidamente y entrará por la válvula superior, provocando que el émbolo vuelva a entrar al cilindro.
Comenzamos la construcción del dispositivo. Para esto, tuvimos que establecer una escala que nos permitiera simular un tsunami de mejor manera posible. El material que decidimos usar para armar el dispositivo es madera terciada, vidrio y un dispositivo que ejerza una fuerza para generar el tsunami Avance Dispositivo Primero definimos la estructura que usaríamos y luego la construimos con los materiales que creímos adecuados.
Estructura Caja de madera terciada de moldar de 8 mm de espesor, con una cara lateral de vidrio y sin tapa superior.
Dimensiones Madera Base: 180 x 25 cm Cara lateral: 184 x 22 cm Frontales: 2 caras de 25 x 22 cm Dimensiones Vidrio 2 placas de 92 x 22 cm Uniones: ángulo recto de fierro de 2,5 x 2,5 cm que sostiene el vidrio contra la madera y se fija a la madera. Su objetivo es evitar que hayan orificios en las uniones de ambos materiales para que no se escape agua.
Aislante: dado que nuestra estructura contendrá agua, debemos aislar la madera para evitar el contacto entre ambos. Para esto, cubriremos las tapas de madera con auto adhesivo blanco para impermeabilizar la maqueta, tal como lo muestra la imagen.
La rampa que se ve en el primer dibujo simulará el continente que entra al océano. También será de madera y la fijaremos a la estructura una vez que tengamos todas las otras partes del dispositivo listas (membrana, aislante, ángulo de fierro)
Para generar el efecto de la ola, haremos un orificio en la base de la estructura que estará cubierto con una membrana elástica, la cual a su vez, estará en contacto con un dispositivo cuyo funcionamiento explicaremos más adelante.
Una de las problemáticas más importantes con la que nos encontramos es el material de la membrana a usar. Como se ve en la imagen, el orificio aún no está hecho porque cuando armamos la estructura aún no teníamos decidido que membrana usar. Membrana Luego de hacer algunas pruebas experimentales con distintos materiales, obtuvimos los siguientes resultados: Goma empaquetadura: flexible, elástica, pero debido a que tiene un espesor entre 2 - 4 mm y que la membrana es de tamaño pequeño, ofrece mucha resistencia. Goma empaquetadura lisa negra: tiene un espesor de 1,2 mm , por lo que obtuvimos buenos resultados. Látex: es el material más elástico que encontramos, por lo tanto, dado el tamaño de nuestro dispositivo, ésta es la mejor opción para hacer la membrana.
Por efectos de la página de blogger no es posible crear una nueva pagina por lo que nos vemos en necesidad de publicar el avance dos en la pagina principal. Como se comentó en la publicación anterior, la idea ahora es realizar un prototipo que simule un tsunami de manera de estudiar el comportamiento de las olas bajo ciertos parámetros y tipos de olas. Dentro de los parámetros están la pendiente de la costa, la velocidad de la ola, la amplitud de la ola, la fuerza del sismo que generó el tsunami y la cantidad de masa de agua desplazada. Por otra parte, los tipos de olas tienen estrecha relación con la tectónica de placas. Existen olas que se producen por la elevación del fondo marino y otras por depresión. A continuación se presenta un enlace que resume lo realizado en la presentación del día 3 de Octubre.
Tras una reunión con el profesor y posteriormente una presentación realizada el día miércoles 3 de octubre, el proyecto se cambio definitivamente. La idea ahora es realizar un prototipo que simule un tsunami de manera de estudiar el impacto de las olas sobre la costa. (Para ver mas ir a "Segundo Avance")
La idea de este proyecto es ilustrar los conceptos o aplicaciones de la mecánica de fluidos. Para esto se seleccionara un tema o una aplicación que sea de interés para el curso y que pueda ser representado en un modelo o en un pequeño experimento.
A lo largo del semestre se realizarán distintas publicaciones con relación a los avances de manera de ir actualizando y compartiendo la experiencia.
De modo de ejemplo pueden encontrar este video en youtube:
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