Cotizaciones

Cumplimiento de las normas de diseño

De acuerdo a las restricciones estipuladas por el programa, deberemos cumplir con las siguientes condiciones:
• No hay restricciones con el material
• Un costo menor a $20.000 pesos
• Diseño y utilidad enfocado en su presentación en el MIM
• Educativo y no frágil que no presente riesgo a la gente que lo ocupa.
Pues bien, de acuerdo a ello nos basamos para trabajar y llegamos a los resultados esperados para las condiciones de diseño. En la estimación de costos pueden ver como configuramos la construcción de este corazón para no exceder los costos requeridos, indicando materiales y precios del mercado para cada uno.
Como podemos ocupar cualquier tipo de material, decidimos utilizar principalmente tres elementos, por un lado utilizamos pequeñas mangueras de plástico transparente para simular arterias y venas. Para las cámaras utilizaremos bolsas plásticas de alta densidad, las cuales soportan mejor los cambios de presión. La idea es que estas bolsas representen el órgano y además el corazón por donde será bombeada la sangre. El tercer elemento es el líquido que representa la sangre, el cual tendrá compuestos químicos para darle la densidad y color, pero que no son tóxicos ni explosivos para cumplir con las condiciones de diseño. Debido a que no tenemos restricciones con el material no hay problemas con lo utilizado para la fabricación.
Podemos decir que el dispositivo cumple con las características de diseño propuestas, ya que nos permite entender claramente como es básicamente el funcionamiento del corazón, motor biológico de la mayor cantidad de animales en el mundo. Pensemos que el dispositivo está separado por elementos bien definidos que permiten un entendimiento de su utilidad y interactividad entre el dispositivo y el usuario. La utilidad está en poder conocernos mejor a nosotros mismos a través de este fenómeno de transporte de fluidos.
Debido a que decidimos construir el dispositivo con elementos resistentes y flexibles, no es frágil en su utilización, sin embargo no está exento de fallas si es golpeado o dañado el motor por una mala manipulación. Como ya dijimos antes, el corazón cumple su rol educativo ya que no solo instruye a la gente sobre un fenómeno de mecánica de fluidos, sino que además les enseña un poco más sobre la mecánica biológica del ser humano permitiendo abordar distintas aristas del conocimiento gracias a aplicaciones de ingeniería.

Ensayos para evaluar el desempeño del prototipo.

Los ensayos que básicamente se han realizado se han enfocados en estudiar cualitativamente las distancias que es capaz de recorrer el agua bombeada a través de mangueras transparentes (los futuros vasos del sistema circulatorio) .
En el presente proyecto se optó por una bomba comercial en miniatura marca “JEBAO” modelo AP-300, de voltaje ac 220-240 volt, frecuencia 50 Hz, e intensidad 2.5 watts, que trabaja inmersa en agua dentro de un recipiente Los diámetros de las mangueras con las que se ha probado su efectividad han sido de 4 y 6 mm. en donde el agua ha recorrido distancias de hasta 4 metros con la de mayor diámetro sin problemas, inclusive se han realizando pruebas en el plano vertical, es decir, disponiendo las mangueras en gran parte de su extensión en la componente en que actúa la fuerza de gravedad para dificultar la circulación y los resultados fueron satisfactorios, por lo que la bomba que prácticamente resultaba imprescindible para el desarrollo del proyecto arrojó los resultados deseados.

Esquema del Modelo

Modelo Definitivo

Tras analizar todas las opciones de diseño, y analizar nuevas posibilidades, llegamos al siguiente modelo, el cual será el definitivo:

• Corazón/Bomba: Utilizaremos una bomba hidráulica para bombear el fluido. Sumergiremos la bomba en un vaso grande lleno de agua, la cual estará conectada a una manguera que tras el recorrido completo del ciclo, depositará el agua nuevamente en el vaso. De esta manera no hay pérdidas de agua y el ciclo está totalmente cerrado. Cabe mencionar que el flujo de fluido será del tipo permanente

• Arterias/Mangueras: Para simular las arterias utilizaremos 2 mangueras de distinto diámetro. Estas van conectadas a la bomba y llevan el fluido desde la misma hasta el órgano (ver en descripción de órgano). Para intercambiar las mangueras, de manera que podamos alterar su diámetro para que simulen la constricción de los vasos sanguíneos, utilizaremos 1 válvula con 1 entrada y 2 salidas. La pondremos a la salida del corazón, conectando una salida a una manguera con un diámetro, y otra a la otra manguera con otro diámetro, por lo que cuando queramos cambiar de manguera, simplemente giraremos la válvula de manera que se cierre una salida y se abra otra. Además pondremos a la mitad de cada arteria un medidor de presión.

• Órgano: Consiste en un espiral de manguera rodeado de vibradores que aportan al cambio de color del agua (ver cambio de color). Llevan el flujo a las venas
• Venas:/Mangueras: es una manguera que lleva el fluido del órgano hacia un recipiente que contiene otra bomba.
• Sangre/Fluido: Consiste en una mezcla de colorante rojo, azúcar y azul de metileno. Esta mezcla al principio es roja, mas si es agitada cambia su color a un morado intenso. El rojo representa la sangre oxigenada y el morado la desoxigenada.
• Sistema circulatorio menor: Es una parte del proyecto no considerada previamente. Se trata del intercambio de oxígeno que existe entre la sangre y los pulmones. Lo modelaremos utilizando un flujo que vaya desde el corazón hacia otro órgano (pulmones) impulsado por una bomba (la segunda bomba mencionada en la descripción de las venas). Tras salir de los pulmones, que también serán modelados como un espiral, el agua estará de color rojo y caerá en la primera bomba (mencionada en la descripción del corazón), completándose así el ciclo.

Entonces, el recorrido completo que hace el fluido es:
1. Recipiente 1 (color rojo)
2. Bomba 1 (color rojo)
3. Manguera/arterias (color rojo)
4. Medidor de presión (color rojo)
5. Órgano 1(color rojo que cambia a morado)
6. Venas (color morado)
7. Recipiente 2 (color morado)
8. Bomba 2 (color morado)
9. Pulmones (color morado que cambia a rojo)
10. Recipiente 1 (color rojo)