- Propuesta 1: Este diseño no tiene mucha complejidad, y creemos que es bastante eficiente en cuanto al peso, al costo y a la funcionalidad de los accesorios. Es una alternativa viable que en general no presenta problemas, pero que tampoco presenta grandes beneficios.
- Propuesta 2: Su construcción es compleja, ya que los costos del proyecto aumentarían porque no sería posible su realización con plumavit, pero sí con un material como la mica. Su gran ventaja es que uniformiza el paso del aire y así disminuye su resistencia.
- Propuesta 3: Una desventaja que presenta es que el artefacto trasero es muy complicado de instalar y desinstalar con facilidad, por lo que aumenta la complejidad en la condición del propósito de que sea fácilmente removible. Su mayor ventaja es la misma que la de la propuesta anterior, ya que es muy parecido a ésta, y que podemos potenciarlo aún más gracias a este artefacto trasero.
- Propuesta 4: Su mayor ventaja es su implementación, fácil y removible, ya que el ciclista se lo pondría como mochila. Es viable, pero seguramente más pesado, ya que el material del submarino tiene que ser resistente. Los costos de su realización serían más altos que los demás, porque tendríamos que obtener el material adecuado que cumpla con las características buscadas.
5.1 Una descripción física del diseño previsto
La propuesta finalmente elegida es la 3, en que consideramos que este es el que disminuye más la resistencia aerodinámica.
En un principio nuestra solución la tratamos de plantear en un programa computacional llamado “Rinoceros”, que es un programa de diseño especializado par formas del estilo que nos pedían para este proyecto. Lamentablemente no es tan fácil de manejar y imponerle las restricciones específicas que nosotros queríamos para nuestro proyecto, pero lo ocupamos para llegar a una idea principal de lo que esperábamos de nuestra solución.
El problema de mejorar la aerodinámica de una bicicleta, en si es muy complejo si no tenemos a nuestra disposición un túnel de viento; pero en base a una investigación extensa se pudo llegar a este diseño, que abarca una idea general que teníamos acerca de este gran desafío.
Nuestro diseño preliminar se basa en 4 partes: una frontal, para mejorar el enfrentamiento del viento; un alerón aerodinámico trasero, una tapa rueda trasera y un marco para disminuir la turbulencia que se genera por las diferencias de presión en estos puntos. Podemos ver en la figura una idea de cada una de las partes con su detalle. Como dijimos antes es solo un bosquejo de nuestra solución final, debido a las limitaciones computacionales.
Como vemos es una solución más completa, pero definitivamente tiene algunas falencias que veremos más adelante.
El capullo frontal esta hecho enteramente de plumavit moldeado por nosotros mediante cuchillos y alambres calientes para dar mejor forma aerodinámica a este. Este material le proporciona un bajo peso y alta factibilidad para poder adaptarlo a la forma de la bicicleta y los demás accesorios que aseguran una reducción de las fuerzas provocadas por el aire. Esta partió del bloque dado por la universidad y tratamos de aprovechar las medidas al máximo para asegurar una mejor solución. En un principio pensamos en un capullo acostado pero preferimos dar una mayor comodidad al ciclista y nos decidimos por esta forma final, la cual muestra un capullo vertical, que deja al ciclista con una gran movilidad y no tiene que adoptar una postura totalmente correcta. Si nos ponemos a pensar una de las grandes soluciones que ha dado la industria frente a este tema es de elevar el grado de inclinación del sillín, para obligar al ciclista adoptar una postura de su cuerpo en 90º con las piernas, así nosotros damos una solución para los principiantes que les es molesto adoptar esta postura y les aseguramos una aerodinámica mas acentuada mediante el capullo frontal de esta bicicleta. El capullo frontal es totalmente desmontable y es básicamente como poner una parrilla típica de bicicletas. Se sujeta firmemente al manubrio mediante abrazaderas metálicas unidas a un tridente de distribución de tensión. También esta unida por dos varillas al centro de la rueda delantera para darle mayor firmeza al accesorio, para evitar posibles sacudidas del armazón durante el movimiento en velocidad.
El alerón aerodinámico trasero esta hecho plenamente de plumavit al igual que el accesorio delantero, y el cual fue cortado a mano y de la misma forma que el capullo.
Este modelo fue basado en las distintas motocicletas de alta velocidad que fueron analizadas. Los cuales nos dieron una impresión precisa de lo que exactamente teníamos que hacer para reducir el efecto de las turbulencias y mejorar el avance de un vehiculo de dos ruedas. Esta sujeta mediante un tridente de distribución de tensión al fierro del sillín mediante una abrazadera tensa.
La tapa rueda trasera esta hecha de cartón piedra a falta de conocimientos de manejo de plástico que creemos que podría ser una opción para la producción en masa y posterior comercialización del producto. Esta idea ya esta implementada en el mercado y se ve en la mayoría de las bicicletas de competencia de pista en las olimpiadas. Pero nosotros teníamos que agregar un paquete completo para poder presentar el “green speedy” ya que creemos que es una mejora a lo ya inventado. Están sujetas mediante velcro entre ellas para asegurar que no se salgan en el movimiento.
El cubre marco es especialmente una mejora adicional que también nos basamos en modelos anteriores, y creemos que es una solución factible para la reducción de las diferencias de presión en ciertos puntos de la bicicleta. Esta hecho de plumavit forrado en cartón piedra para darle la rigidez que necesita este punto en especifico. El plumavit es conocido por ser un producto más o menos toxico si es manejado de mala manera, por lo tanto para adherirlo al cartón piedra usamos No Mas Clavos. Este se sujeta mediante velero al marco principal.
Esta es la foto del diseño totalmente terminado y ensamblado a una bicicleta común:
5.2 Plan de trabajo final
- Andrés Luongo: Investigación de la medición de variables, diseños computacionales de las factibles soluciones, compra de materiales, moldeado de capullo frontal y alerón trasero.
- Felipe Narbona: Investigación de conceptos técnicos, compra de materiales, encargado de conjunciones, moldeado de capullo frontal y alerón trasero.
- Eileen Spencer: Investigación de solución a problemas en otros vehículos, imágenes explicativas, desarrollo del informe final, moldeado del cubre marco.
Todos los integrantes del grupo contribuimos de cierta manera a armar el informe final.
Las actividades propuestas anteriormente serán llevadas a cabo en diversos días de funcionamiento, ya que se requiere de un proceso continuo e integral. La semana previa a la entrega fue fundamental para la concretización del proyecto, para poder tomar las mediciones, materializar el dispositivo y otros.
Para la propuesta, hicimos un presupuesto estimado de los valores de los materiales a utilizar:
Luego de realizada la cotización de los materiales a utilizar, podemos tener un valor estimado del total del proyecto, el que toma un valor de $ 14.800.
5.4 Predicción del desempeño
Mediante la siguiente tabla Excel, realizamos una estimación delcoeficiente aerodinámico con y sin dispositivo. Esta estimación la hicimos dando distintos valores de pendientes por donde pasaría la bicicleta, y dando también valores estimados de velocidad:
Observación: La velocidad en la tabal está dad en km/hra, pero para efectos de cálculo se transformó a m/seg.
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