Problemas que han presentado en la ejecución del proyecto

Hemos estado en contacto con la empresa Norglas. Teníamos pensado pedirles que nos hicieran los cambios de diámetro en los tubos, pero nos dijeron que ellos no hacían ese trabajo.

Considerando que la empresa no nos facilitará el trabajo de cambiar los diámetros en los tubos, pensábamos hacerlo calentando los tubos y moldeándolos, pero nos dimos cuenta que al calentar el acrílico este no se comporta de la misma forma que el pvc, sino que se pone negro y se licua, haciendo imposible trabajarlo con calor. Seguimos en busca de alguna solución para este problema.

Muestra de tubos:

Evaluación de costos

La estimación final de costos es la siguiente:

a) El tubo de acrílico se vende en Norglas a $12.000 y tiene un largo de 1.8 [m].

b) La manguera tipo tigre se vende en Homecenter a un precio de $1609, con un largo de 10[m] y una pulgada de diámetro.

c) El recipiente se puede comprar en Jumbo a un precio de $ 3190

En conclusión, el costo total del sistema será de $16.799, menor a los $20.000 establecidos originalmente.

Modelación matemática

El proyecto finalmente consistirá en un recipiente que se ubicará a una altura h = 1.5 [m], unido a una manguera por la que descenderá el agua hasta alcanzar un tubo de diámetro 3[cm] que a partir de nuestros cálculos se deberá angostar hasta un diámetro de 1.78[cm] para que se provoque la cavitación. La modelación matemática fue realizada a partir de la ecuación de conservación de energía de Bernoulli entre el recipiente y el tubo a nivel del suelo.

Dificultades y consideraciones en la construcción

Para la presentación de nuestro prototipo de Cavitación II será necesario:

a) Averiguar la disponibilidad en el lugar de exposición de la universidad de una llave de agua que permita cargar el recipiente, para mantener un flujo constante que permita que nuestro sistema se encuentre en régimen permanente.

b) Construir una estructura que sirva de soporte para el recipiente. Como se puede apreciar en la figura 1 éste se deberá ubicar a una altura definida de 1,5 [m] sobre el nivel del angostamiento.

c) Contactar a la empresa de acrílicos y tuberías Norglas para la adquisición de cañerías transparentes que permitan apreciar el fenómeno en el ensanchamiento de la tubería.

d) Sobre las cañerías fue necesario practicar modificaciones en sus anchos para generar las presiones requeridas para la generación del fenómeno.

Presentación esquemática del proyecto

A partir de las consideraciones descritas el sistema básicamente será como se puede apreciar en la figura. El recipiente recibirá agua a una tasa constante que permita mantener el régimen permanente. La segunda manguera (de color verde) estará conectada a la cavidad superior y por su otro extremo se unirá a un tubo de diámetro aún no definido, el cual sufrirá un angostamiento abrupto en una sección. Esta diferencia de presión y de velocidad permitirá generar el fenómeno de la cavitación.

¡Elección definitiva de proyecto y alternativas en caso de dificultades!

Finalmente hemos escogido una idea para nuestro proyecto: Cavitación II!

Para el proyecto realizaremos nuestra idea de Cavitación II. Como señalamos anteriormente, éste se basará en el paso del agua impulsada por una bomba a través de tuberías de diámetro variable para que se produzca el fenómeno a partir de las variaciones de velocidad y de presión. Sin embargo, las restricciones presupuestarias podrían afectar nuestro proyecto. En caso de que nos viésemos impedidos de adquirir la bomba estudiamos la posibilidad de que el agua adquiera velocidad por diferencias de altura. Para esto se dispondría el agua sobre un recipiente a una altura mayor a la del angostamiento de la cañería.

Observación importante:

A lo largo del proceso de análisis y de evaluación de las ideas, nos pareció que la de mayor viabilidad era "Cavitación II". Sin embargo, en ella hallamos una serie de factores que no podemos controlar a cabalidad y que podrían afectarnos como las pérdidas de energía por efectos de roce y de singularidades; imprecisión en el radio de las tuberías o que producto del trabajo en ellas (modificación del diámetro aplicando calor) pierda su propiedad de transparencia; imposibilidad en la mantención del régimen permanente, entre otros. Dadas las observaciones anteriores es importante aclarar que durante este tiempo de análisis se nos han ocurrido dos nuevas ideas que satisfacen los objetivos y que son de sencilla ejecución. Es por esto que en el caso de que nuestro proyecto de Cavitación II fallase, realizaríamos una de ellas. Éstas corresponden a:

a) Secador de pelo elevando una pelota de ping pong:

Ésta idea consiste en mantener una pelota de ping pong suspendida en el aire y en equilibrio por medio del flujo de corriente generado por el secador de pelo. Además el fenómeno al ser presentado podría resultar bastante atractivo ya que ante giros de ángulos pequeños, la pelota sigue manteniéndose estable. Para apreciar el fenómeno se puede acceder al siguiente link:

http://www.youtube.com/watch?v=7u9z9X1gMwk.

b) Reloj de arena:

Como todos sabemos, en un reloj de arena se transporta la arena entre una cavidad y la otra. En forma similar, se construirían tubos de plástico transparentes que estarían sellados herméticamente y que contarían con dos cavidades, con una reducción del radio entre ambas para apreciar el transporte de agua entre una y otra sección.