Finalmente, armamos nuestro catamarán.

Primero procedimos a armar la estructura. Para ello cortamos una tabla de madera de balsa, la que perforamos en la zona donde irán los mástiles. Luego pegamos las tablas confeccionando una plataforma. A las botellas le hacemos los agujeros donde irán los tornillos que unirán las botellas a la plataforma. Procedimos previamente al pulido de la plataforma.

Con el fin de darle mayor sustentabilidad a la estructura colocamos 2 tensores: uno de alambre entre las tapas de cada botella y otro de madera entre los mástiles. Como debe cumplir con los requisitos de estabilidad, desplazar al menos 200 cc. y que la superficie esté entre 4 y 6 cm. debimos rellenar con arena cada botella hasta quedar dentro de los requisitos que debemos cumplir en el prototipo.

Vista Superior del prototipo.

Luego fue necesario implementar el sistema eléctrico y de transmisión de energía a los mástiles. A los motores soldamos una extensión a los ejes con el fin de disminuir la desviación de los mástiles. A cada mástil le colocamos una cruz de palos de maqueta en su interior en el extremo superior, con un agujero en su centro, en donde entrara el eje del motor.

Sistema eléctrico de la propulsión.

Unidos ya los motores a cada mástil es necesario aferrarlos a la estructura. Esto lo hacemos mediante una fijación usando palos de maqueta y alambres.

Finalmente probamos la polaridad hasta que sea la correcta y pueda dar al catamarán una velocidad hacia el frente. Procedemos a pintar el prototipo.

Dificultades:

La primera dificultad fue darle estática a la estructura dada la forma de las botellas. Los tensores fueron muy útiles para esto. Luego los mástiles se desviaban de su eje, razón por la que fue necesario alargar los ejes de cada motor, labor difícil de hacer por la complejidad de soldar las extensiones. La última dificultad fue la de fijar fuertemente los motores al catamarán.

Pero, con las dificultades atrás, les presentamos, finalmente, nuestro prototipo:

Bienvenido!!!

Somos un grupo de 4 alumnos de Ingeniería Civil de la Universidad Catolica y en nuestro curso de Mécanica de Fluidos enfrentamos el desafio de diseñar un prototipo que nos permita cumplir con ciertos requerimientos definidos y a la vez llegar lo más alto en la competencia dentro de los grupos armados al interior del curso. El fruto de nuestro trabajo, aunque faltan algunos detalles estéticos, se puede ver acá:

Nuestro Team esta compuesto por:

Juan Pablo Binimelis
Ingeniería Civil Estructural

Julio Fuentes
Ingeniería Civil Industrial Minería

Bruno Jiménez
Ingeniería Civil Eléctrica

Macarena Sifri
Ingeniería Civil Eléctrica

Objetivos:

El objetivo de este proyecto consiste en construir, como grupo, una embarcación, capaz de desplazarse sobre el agua minimizando las fuerzas hidrodinámicas contrarias a su movimiento. La potencia para moverlo se obtendrá a partir de una corriente de aire que soplará sobre los mástiles rotativos de la embarcación. Dicha embarcación tendrá las siguientes características.
-Contará con dos mástiles cilíndricos de diámetro 50mm conectados a pequeños motores capaces de hacerlos girar.
-El tope de precio de los materiales de construcción es de $15000.
Además deberá cumplir con las siguientes restricciones.
- La línea de flotación debe ubicarse a mínimo 4 cm de la cubierta y máximo a 6 cm.
- El volumen desplazado por la embarcación terminada debe ser superior a 200 cm3.
- Debe permanecer estable frente a situaciones externas, sin volcarse lateralmente ni en el sentido longitudinal, permaneciendo el eje principal del aparato horizontal.

Para lograr este objetivo, hemos de calcular la forma y condiciones de flotación de la embarcación para que cumpla con las condiciones establecidas. Trataremos de optimizar estas condiciones a fin de lograr ganar la competencia.

Asignación de labores:

- Adquisición de materiales. Macarena.
- Diseño de la embarcación y calculo de variables. Juan Pablo.
- Construcción y pruebas. Todo el grupo!.
- Edición del blog. Bruno y Julio.

Los prototipos deberán moverse gracias al Efecto Magnus detallado a continuación:

Efecto Magnus

El efecto Magnus, llamado así en honor al físico alemán Heinrich Magnus (1802-1870), es el fenómeno físico por el cual la rotación de un objeto modifica a la trayectoria del mismo a través de un fluido. Se debe entre otros al principio de Bernoulli. Un objeto al rotar crea un remolino de fluido a su alrededor. Sobre un lado del objeto, el movimiento del remolino tendrá la misma dirección que la corriente de fluido a la que el objeto está expuesto. En este lado la velocidad se incrementará. En el otro lado, el movimiento del remolino se produce en la dirección opuesta a la de la corriente de fluido disminuyendo la velocidad. La presión en el fluido se ve reducida proporcionalmente con cuadrado de la velocidad, con lo que la presión será menor en un lado que en otro, causando una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente de aire. Esta fuerza desplaza al objeto de la trayectoria que tendría si no existise el fluido.

Esquematización del Efecto Magnus

Detallamos el proceso de fabricación de nuestra creación.

Alternativas de diseño:

- Catamarán: Este estará compuesto por dos botellas de plástico de 2 litros, madera que unirá las botellas, dos mástiles cilindricos y dos motores.

En el centro de la madera irán ubicados los dos mástiles conectados a los motores. Cada mástil irá en un extremo de la tabla a la mitad de la distancia entre las botellas.

Vista frontal del Catamarán.

Vista lateral del Catamarán.

-Barco: Estaría hecho de madera y en el centro de éste se ubicarían los mástiles conectados a los motores.

Vista frontal del Barco.

Vista lateral del Barco.

Definición de metodologías:

Reuniones periódicas del grupo a fin de avanzar regularemente. En dichas reuniones, primero definiremos el modelo a usar, y luego procederemos a su construcción.

Calendario de trabajo:
Jueves 15: Elección de modelo. Compra de materiales.
Jueves 22: Construcción del prototipo.
Jueves 29: Término de construcción de prototipo.
Jueves 9: Primeras pruebas del prototipo.
Actualización:
En la reunión del Jueves 15 decidimos finalmente elegir la opción del catamarán puesto que creemos que es más fácil de implementar dada su estabilidad. La compra de materiales se realizará el Martes 20 y pensamos que gastaremos alrededor de seis mil pesos.

Carta Gant