Calendario de trabajo

Organizaremos nuestro tiempo de manera que podamos analizar todas las opciones de diseño que tenemos, para así escoger la que se adapte mejor de acuerdo a nuestros objetivos.

Semana del 1 de Junio:

1) Compararemos ambos diseños de bomba, la mecánica contra la eléctrica. Uno de nuestros integrantes, Rodolfo, tiene una bomba eléctrica, con la cual experimentaremos, mas si no funciona, procederemos a ver la factibilidad de comprar una mecánica (Comprar una eléctrica es muy caro por lo cual no es opción).

2) Una vez resuelto el tema de la bomba, nos enfocaremos en el sistema de irrigación. Otro integrante, Gabriel, tiene de los ductos por los cuales fluye el suero en las piezas de hospitales, por lo que partiremos con eso. De no funcionar, procederemos a buscar los conductos que se aproximen a nuestra idea en tiendas y los compraremos.

Semana del 7 de Junio:

1) Comprados los conductos, veremos qué sistema usaremos para poder comprimir las arterias. Investigaremos cómo poder hacer esto de manera que se asemeje al funcionamiento de una arteria real, mas si no lo podemos hacer, crearemos un sistema de intercambio de conductos, de manera que podamos reducir el radio de la arteria reemplazando por ductos con menor diámetro.

2) Consultaremos en la faculta de química cómo lograr el cambio de color del fluido, viendo si nuestras ideas funcionan o cambiándolas por una que nos recomienden los expertos. Una vez hecho esto, compraremos los materiales.

Semana del 14 de Junio:

1) Analizaremos el armado del sistema completo, haciendo los últimos cambios de diseño en caso de ser necesario. Una vez que el diseño esté completo, compraremos la bomba si es que no vamos a usar la que tiene Rodolfo

2) Armaremos un prototipo que nos permitirá afinar detalles

Semana del 21 de Junio

1) Armaremos el modelo final, con todos las fallas del prototipo corregidas. Junto con esto, prepararemos material adicional educativo para poner en contexto el modelo y finalmente lo presentaremos para la evaluación final.

Desición Final

Haciendo un análisis comparativo, decidimos que haremos el proyecto del corazón, debido a que posee un carácter más educativo que el del espostracismo. Esto se debe a que no sólo muestra cómo la mecánica de fluidos se aplica a nuestro organismo, sino que enseña el funcionamiento del mismo de una manera atractiva y con una perpectiva sumamente novedosa

Corazón

Para mostrar esta idea, es necesario dividir el problema en 2 fases: la primera será la construcción del corazón y la segunda la de los vasos y plataforma sobre la cual irá montado el sistema.

Corazón

El corazón básicamente consiste en una bomba con cuatro cámaras, en éstas la sangre fluye desde las aurículas a los ventrículos, para luego impulsar la sangre hacia la circulación pulmonar y sistémica.
El diseño de la bomba se realizará considerando una sola válvula, la cual estará instalada a modo de pivote, separando dos cámaras. Así, en el momento en que una de las cámaras se encuentre con un llenado suficiente (ejerciendo una presión suficiente en el pivote), se permitirá el paso de la sangre por medio de la válvula-pivote hacia la otra cámara. Finalmente, la sangre será impulsada hacia las arterias que se describen en apartados posteriores.
Se estudiarán dos maneras en que será impulsada la sangre en la bomba, una de ellas corresponde a un sistema manual de bombeo similar a como se realiza con los tomadores de presión en personas. La otra forma consiste en un sistema eléctrico como el que utilizan las bombas en las piscinas (ver dibujo):
Cabe señalar que la implementación de ambos sistemas dependerá de los costos y factibilidad de cada uno de estos.
Por otra parte, el material con el cual será diseñado el corazón aun no está decidido, pero la idea es que sea transparente para observar el funcionamiento de la válvula y flexible para responder a las diferencias de llenado de las cámaras.

Vasos

• Arterias:
Para simular las contracciones de las arterias tenemos 2 posibilidades:

1) Podemos utilizar conductos de diversos radios para mostrar cómo es que el fluido (sangre) aumenta su velocidad al ser bombeado por tubos con radios más pequeños, simplemente intercambiándolos cada vez que queramos mostrar este fenómeno. Esto es simple de hacer, pero existe el inconveniente de que en el proceso de cambio, parte del líquido se puede salir del sistema.

2) La otra opción es usar un conducto que se pueda comprimir fácilmente, cambiando su radio mediante simple compresión. Esta idea, aunque es mejor que la anterior, es muy difícil de llevar a cabo debido a que prácticamente no hay tubos que se puedan contraer de manera considerable y uniforme, además de que hay que idear un sistema para llevar a cabo la compresión, dejando visible el fluido a todo momento, pues es esencial para esta idea el poder visualizar el recorrido del mismo.

Para mostrar que a través de las arterias fluye sangre oxigenada utilizaremos un líquido de algún color, preferentemente rojo, con densidad parecida al de la sangre. Esto lo podemos hacer con una disolución de agua, algún soluto y una sustancia colorante. La arteria comienza en el la bomba y termina en un recipiente que representa un órgano

Para simular el intercambio de oxígeno entre la sangre y los órganos haremos que el ducto que simula la arteria salga de la bomba (corazón) y termine en un órgano. Aquí, el fluido debe cambiar de color, lo cual podemos hacer de las siguientes maneras:

1) Lo ideal es que cambie de rojo a azul, lo cual se puede hacer con una mezcla de tartrato de sodio y potasio, sulfato de cobre (para pasar de azul a rojo) y agregar tras cada ciclo agua oxigenada (para pasar de rojo a azul). El problema con esto son los cambios de temperatura y el peligro de los reactantes.

2) Podemos usar glucosa y azul de metileno, para hacer un cambio de color de transparente a azul. Esto no presenta peligros, mas el cambio de color es algo lento y requiere agitación, por lo que en el órgano habría que instalar un sistema de agitación de agua (un vibrador por ejemplo). Lo otro es que la simbología de cambio de sangre oxigenada a desoxigenada es rojo a azul, y este sistema no respeta esa norma

3) Podemos pintar los tubos de las arterias rojo y el de las venas azul, mas esto no muestra el proceso de cambio como las otras alternativas

• Venas:
Utilizaremos solo un conducto con sección transversal elíptica y relativamente ancha para simular una vena de verdad

El ducto comenzará en el órgano y terminará en el corazón, cerrando el ciclo vena-arteria.

Para simular el cambio de oxigenación en el corazón

1) Si usamos la mezcla de tartrato de sodio y potasio, sulfato de cobre y agua oxigenada, en el corazón instalaremos un sistema que le agregue gotas de agua oxigenada a la mezcla cada vez que el fluido complete un ciclo. Esto es fácil de hacer, simplemente se puede poner un depósito con agua oxigenada a la entrada de la bomba y reemplazarlo cada vez que se acabe (el uso de un depósito asegura el funcionamiento del cambio de color mas de una vez)

2) Si utilizamos la glucosa y el azul de metileno, el cambio de color se produce simplemente esperando unos segundos. Esto haría que nuestro sistema fuese algo lento.

A modo esquemático, el sistema debería ser como muestra la figura:

Epostracismo (patitos)

A grandes rasgos, podemos mostrar el espostracismo de la siguiente manera:

Para la construcción del experimento será necesario considerar dos partes importantes. La primera es la plataforma de lanzamiento desde donde será disparada la piedra. El segundo punto son las piscinas en donde rebotarán las piedras.

Plataforma de Lanzamiento:

• Base de lanzamiento: Estructura que soportará todo el mecanismo y que además permitirá ir variando la altura de la plataforma de lanzamiento y el giro con respecto a la vertical. Deberá ser estable y grande. Se debería ver más o menos así:


1. Desde aquí se hará girar la base de lanzamiento.
2. Se puede ver como quedará el mecanismo por dentro de la base de lanzamiento.
3. Con esta palanca se entrega velocidad angular al sistema. Se hace girar y a través de engranajes se hace girar la plataforma que contiene a la piedra.
4. Desde acá se hace variar la altura de la plataforma.

• Plataforma: Es la estructura que contiene al lanzador:

• Lanzador: es un disco metálico que puede desplazarse a través de la plataforma. El lanzador contiene a la piedra y el dispositivo que le entrega velocidad angular.

• Contenedor: mantiene dentro del lanzador a la piedra mientras se mueve por la plataforma y mientras tiene velocidad angular.

• Banda aceleradora: es una correa elástica que acelera al lanzador a través de la plataforma y le entrega finalmente la velocidad inicial a la piedra. Esta conectada a la plataforma y al lanzador.

Finalmente una vista de la plataforma de lanzamiento con todas sus partes

Piscina

Para confeccionar la piscina necesitaremos tan solo tablas, clavos pegamento y un elemento aislante para que no se filtre el agua, el cual se ubicara sobre las tablas de madera.

Posibles proyectos a realizar

Hemos tomado la desición como grupo de enfocarnos en 2 de nuestras ideas: La idea del epostracismo (sapitos) y la idea del corazón, pues son las ideas que vemos como más prometedoras en cuanto a sus características educativas y lúdicas.

Lo que hace falta ahora es darles forma, es decir, pensar en diseños que puedan mostrar de manera concreta estas ideas. Para hacer esto, Rodolfo y Gabriel se encargarán de desarrollar la idea del corazón, mientras que Tomás y Luis de la idea del epostracismo.