Detalles Dispositivo Seleccionado

En la elección del dispositivo tomo especial relevancia la relación peso desempeño, por lo que se estimo conveniente mantener el diseño dentro de lo pragmático tomando el diseño clásico como la opción preferida.

Consiste en 3 aspas montadas sobre soportes de madera enfrentándose al suministro de aire. Para lograr esto, adosamos un soporte de madera a la placa original en un extremo para en el otro armar el porta ejes. Para evitar el posible pandeo lateral, contamos con una placa de madera en la parte posterior formando un perfil T. El porta ejes esta hecho de madera, como su nombre lo indica, soporta un eje de 10 mm de diámetro sobre dos rodamientos simples. En uno de los extremos se encuentra el buje donde se pegan las aspas. En el lado opuesto queda parte del eje libre para medir la potencia generada.

Para efectos de la competencia, reemplazamos los pernos por pegamento Loctite capaz de resistir una tensión de 22 N por mm2, suficiente para los requerimientos exigidos, y favorable para la reducción de peso, con buen desempeño en madera. Para asegurar un resultado favorable se diseñaron las piezas para favorecer el área de unión (ilustración 4) buscando mantener el equilibrio de este con el peso del dispositivo y con que este aumento no se traduce en un aumento proporcional a la carga (ilustración 5):

Ilustración 4

Ilustración 5

La principal materia prima utilizada es madera de balsa, con las siguientes propiedades relevantes

Flexión Corte Modulo Ruptura (MPa) Modulo de Elasticidad (GPa) Esfuerzo Paralelo al grano (MPa) 21.6 3.4 2.1

Costos Estimados

Conscientes de la restricción presupuestaria y asumiendo el desafió del reciclaje, es que dentro de los costos estimados solo se encuentran aquellos elementos necesarios como materia prima (ver tabla). Los demás elementos que no se encuentran en este listado fueron rescatados de otros dispositivos, como por ejemplo los rodamientos, que pertenecen a un auto radio controlado.

Ítem Aplicación Cantidad Precio Unit. Totales Madera de balsa 10mm x 1m x 80 mm alabes y poste 4 800 3200 Madera terciada Espesor: 3mm. Ancho: 150 mm. Largo: 300 mm. unión con el poste y buje 2 1700 3400 Pegamento Loctite base: cianoacrilato todo 1 1300 1300 7900

Análisis

Fuerza Horizontal por Efecto del Aire:

Despreciando el efecto del viento en el soporte, y solo tomando las aspas y el buje como resistentes a la corriente se tiene lo siguiente:

A=3*30*350 mm2 (área de las aspas)

Cx=1

Rho=1.3 kg/m3

V=5 m/s

Esto entrega una fuerza recibida por el sistema equivalente a: 0,511 N por efecto del aire en el sentido horizontal. Este esfuerzo, no produce problemas en el dispositivo. Sin embargo, a medida que se aumenta el esfuerzo realizado, ya no siendo representativo del viento, se puede anticipar que el dispositivo fallará cerca de la placa de donde esta sujeto, pues es el lugar que siempre muestra estar sometido a la mayor carga, siempre y cuando esta ultima este correctamente aplicada. De otro modo, el principal punto débil, es en los engranajes, que al recibir fuerza axial podrían ceder antes que la base, si las condiciones lo permiten.