Calendario de Trabajo (Carta Gantt) - Planificación General

"Carta Gantt"

"Planificación General"

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Metodología o Proceso de Diseño

*En primera instancia establecimos 5 etapas GENERALES a concretar para llevar a cabo el desafío:

-Definición Desafío, Objetivos y Metas.

-Búsqueda Información, BrainStorming y Repartición de Tareas.

-Nuevas Ideas Posibles, Escoger 4 Posibles Diseños, Metodología o Proceso de Diseño y Calendario de Trabajo (Carta Gantt).

-Cotización de Materiales, Construcción del Diseño, Modelación Numérica.

-Ensayos del Prototipo, Posibles Mejoras (Según resultados vistos en los ensayos) y Presentación Final. 

*Luego, establecimos una Metodología o Proceso de Diseño en DETALLE para poder concretarlas. Ésta consta de 5 etapas:

1) DEFINIR EL PROBLEMA:

Se quiere construir un prototipo que muestre, de manera lúdica y educativa, algún fenómeno de la Mecánica de Fluidos, con posibilidad de ser presentado en el MIM. Éste tiene ciertas reglas y restricciones a considerar.

2) IDENTIFICAR NECESIDADES DEL PÚBLICO AL QUE VA DIRIGIDO:

Se organiza una visita al MIM para entender en terreno los elementos a considerar en nuestro proyecto. Ya que la mayor afluencia de público que recibe el MIM son los niños de Enseñanza Básica y Media, se identifican las siguientes necesidades:

• Prototipo interesante a la vista y a la interacción.
  
• Seguro.
  

3) IDENTIFICACIÓN DE PROCESOS:

a)Estratégicos: 

•  Que el precio de los materiales no supere los $20.000.
  
• Que no presente riesgo para las personas que lo manipulan.
  
• Que sea educativo.
  
• De fácil implementación.
  
• Que no requiera de estudios especializados en el tema para la construcción del dispositivo.
  

b)Claves:

• Análisis de las necesidades: De acuerdo a las necesidades identificadas anteriormente, se quiere lograr la construcción de un prototipo seguro, educativo, interactivo y didáctico.
  
• Búsqueda de información sobre fenómenos o temas interesantes de discutir según el análisis hecho previamente.
  
• Elaboración y Análisis de Propuestas: Creativas, simples y didácticas. Se realizará un “BrainStorming” para contar con algunos temas tentativos. Luego se analizarán todas las ideas a grandes rasgos y se escogerán 4 temas para poder analizar y proponer un diseño más en detalle indicando ventajas y desventajas de los modelo seleccionados. Por último, se escogerá un diseño y se continuará con el proceso constructivo.

-Asignación de Procesos Claves a los integrantes del grupo:

Un punto importante para concretar el proyecto es el trabajo en equipo. Para el diseño y construcción del prototipo será primordial una organización dentro del grupo que permita el avance de la mejor manera posible y así poder responder de manera eficiente a los plazos acordados. Por esto se realizó una repartición de tareas que considera los tiempos y capacidades de cada uno.

-Desarrollo de las instrucciones de trabajo asignadas a cada integrante.

c)De Soporte:

• Compra de Materiales: Cotizar y comprar los materiales necesarios para construir el prototipo seleccionado.
  
• Actualización del BLOG.
  
• Reuniones semanales para ir concretando semana a semana los desafíos. 

4) PLAN DE ANÁLISIS DE DATOS:

• Desarrollo de los criterios que importa evaluar en el tema que se escogió.
  
• Diseñar un calendario de recolección de datos necesarios para modelar teóricamente el diseño seleccionado. Que establezca metas a corto plazo.
  
• Recolección y codificación de los datos obtenidos para un análisis posterior. Por ejemplo, recopilar información del principio (de la Mecánica de Fluidos) aplicado al diseño seleccionado. Modelar numéricamente el fenómeno esperado con su respectivo margen de error. Entender y arreglar (en el papel) posibles inquietudes.
  

5) CONSTRUCCIÓN, ANÁLISIS Y MEJORAS:

• Construir el dispositivo, realizar ensayos y analizar su comportamiento de acuerdo a lo esperado teóricamente. Establecer posibles fuentes de error y formular mejoras.
  
• Por último, presentarlo en la competencia.
  

Calendario de Actividades (3)

-Con Fecha 11 de Mayo - 2009:

NOS REUNIMOS PARA ESCOGER 4 TEMAS "POSIBLES" SEGÚN LOS ANÁLISIS HECHOS ANTERIORMENTE.

-Con Fecha 14 de Mayo - 2009:

DESARROLLAMOS UN DISEÑO MÁS ESPECÍFICO PARA CADA UNO DE LOS 4 TEMAS SELECCIONADOS. 

-Con Fecha 20 de Mayo - 2009:
NOS REUNIMOS PARA DEFINIR UNA METODOLOGÍA O PROCESO DE DISEÑO.SE ESTABLECIÓ UN CALENDARIO DE TRABAJO QUE PERMITA CONCRETAR EL PROYECTO EN BASE A LOS OBJETIVOS PLANTEADOS Y A LA REPARTICIÓN DE TAREAS QUE CADA UNO TIENE DENTRO DEL GRUPO (Carta Gantt).

Diseño Más Específico De Los 4 Temas Posibles

Analizamos las ideas presentadas anteriormente para estimar si son viables en términos de tiempo, dinero y objetivos del proyecto. Nuestras mayores exigencias para el descarte fueron las características de que sea un proyecto de interacción con el público. No es solo MIRAR, si no que INTERACTUAR y ser parte del fenómeno observado. Y que sea un diseño SEGURO para quién se enfrente a él. Por el hecho de que al MIM asiste una gran cantidad de público "niño-adolescente" el diseño debe ser seguro para un niño que interactúe solo, sin la necesidad de estar con un adulto presente.

Evaluamos nuestras opciones y fuimos descartando alternativas del BrainStorming por efectos de complejidad y alto costo en el diseño, así como, proyectos ya expuestos en el MIM y proyectos poco didácticos; redujimos nuestras alternativas a solo cuatro, las cuales a continuación se explicarán mas detalladamente.

Experimento 1: 

Aparato que demuestre la velocidad generada por el efecto de la gravedad en un tanque ubicado en un punto alto, haciendo circular el fluido por medio de una manguera, de modo que el espectador pueda manipularla y experimentar, proyectando el chorro final a un remolino simple. En este experimento el principio que se demuestra es la conservación de la energía cinética en un fluido y la capacidad de convertirla en trabajo. 

Ventajas: 

• Ayuda a la comprensión de la generación de energía hidráulica.
• Resulta didáctico y entretenido para un niño, manipular la posición de la manguera.

Desventajas:

• Requiere el llenado continuo del tanque.
• Puede resultar un desperdicio de agua. 

Experimento 2: 

Construcción de una prensa hidráulica mediante un sistema de 2 pistones hidráulicos (uno de mayor tamaño que el otro) unidos por medio de un tubo de PVC, donde se demuestre que por desplazamiento de volumen se puede levantar un peso grande con poca fuerza. En este caso se demuestra el Principio de Pascal, estableciendo que la presión en los dos pistones tiene que ser la misma, contrarrestando el esfuerzo de la fuerza aplicada con la elevación del segundo pistón.

Ventajas:

• Fácil comprensión del principio aplicado.
• Interactivo con el usuario.

Desventajas:

• Construcción del prototipo complicada por posibles fugas.
• Podría resultar aburrido para los niños. 

Experimento 3:

Hacer subir un globo aerostático a escala, utilizando el aire caliente despedido por una secadora de cabello a lo largo de un túnel delimitado para evitar desvíos en trayectoria. En este experimento los niños podrán hacer la comparación de las densidades del aire frío y caliente haciendo subir un globo distintas temperaturas del aire expelido por la secadora. 

Ventajas:

• Experimento muy motivador para un niño al ver elevarse un globo por su propia mano.
• Llamativo a la vista.

Desventajas:

• Material a utilizar caro.
• Funcionamiento variable según la ocasión. 

Experimento 4:

Construcción de una “Lámpara de Lava” a base un tubo transparente con una base que permita la transferencia de calor de un foco hacia el fluido, posteriormente llenaremos un cuarto del tubo con una mezcla de aceite vegetal coloreado, agregando alcohol de 70º para que el aceite flote y alcohol de 96º para que el aceite se hunda. De este modo, aplicando calor con el foco, se formaran corrientes dentro del tubo y podremos ver como circula nuestra “lava”. En este experimento el niño podrá conocer el funcionamiento de este famoso invento, introduciéndolo un poco al estudio de las distintas densidades de los fluidos y lo que pasa al tener una fuente de calor. 

Ventajas:

• Entretenido a la vista.
  
• Principios aplicados pueden generar un gran interés en el tema por parte del espectador.

Desventajas:

• La lámpara puede resultar frágil e inestable, por consiguiente riesgoso para el usuario.
• Se tienen que efectuar bastantes pruebas para optimizar su funcionamiento.
  

Nuevas Propuestas de Diseño

-COMPORTAMIENTO DE FLUIDOS NO NEWTONIANOS. Como la viscosidad de estos fluidos es variable, podremos observar cómo cambia la viscocidad a medida que aplicamos una fuerza externa sobre él. Por ejemplo, es muy interesantes el caso del Almidón de Maíz (Maizena) diluído en agua, donde se observa que al ejercer presión sobre éste aumenta su viscosidad (REOPÉCTIDA); pero si se deja en reposo, vuelve a su estado líquido.

-SISTEMA HIDRÁULICO GENERADOR DE ENERGÍA. Sistema surtidor común al que se le agrega una turbina en la parte baja, así, al aprovechar el chorro descendiente podremos generar energía, como por ejemplo, para prender una ampolleta.

-CREACIÓN DE "LÁMPARAS DE LAVA". Observar COMO SE COMPORTA un fluido creado a base de fluidos de distintas densidades frente al estímulo de un resorte embebido (preferentemente con base de cobre ya que es mejor conductor del calor) que se calienta. 

-ANÁLISIS Y COMPRENSIÓN DE LAS BURBUJAS. Reflejo de los colores por su condición de "prisma". Comportamiento a lo largo de su "tiempo de vida" donde se mostrará que su objetivo es volverse esféricas. Y la interacción de la burbuja con la mano seca de alguien del público para notar que, por su característica de ser húmeda, cualquier cuerpo seco en contacto hará que ésta desaparezca; y por el contrario, una mano húmeda podrá atravesar la burbuja sin que esta se desvanezca.

-FABRICAR UN FERROFLUIDO Y APLICARLE UN CAMPO MAGNÉTICO (Por Ejemplo, con un imán) PARA OBSERVAR SU COMPORTAMIENTO. Utilizar aceite vegetal al que se le agregan partículas ferromagnéticas, como por ejmplo, limaduras de hierro y probar las distintas formas que puede adoptar el fluido debido al campo magnético aplicado.

Calendario de Actividades (2)

-Con Fecha 7 de Mayo - 2009:

NOS REUNIMOS PARA DAR A CONOCER NUEVOS TEMAS INTERESANTES DE DISEÑAR Y EJECUTAR.

LUEGO ANALIZAMOS A GRANDES RASGOS TODAS LAS IDEAS PRESENTADAS PARA REDUCIR LAS OPCIONES Y LUEGO PODER ESCOJER LA MEJOR PROPUESTA VÍABLE EN TÉRMINOS DE INTERACCIÓN CON EL PÚBLICO QUE VISITA EL MIM Y LOS OBJETIVOS PROPUESTOS (Por ejemplo, que se pueda realizar en el tiempo estipulado y que alcance de acuerdo al dinero disponible).