tecnoloxia.org

Tecnoloxía na Educación Secundaria

Levantando un coche con espaguetes

Agora que andamos co ensaio de tracción en tecnoloxía Industrial vén a conto este reto da Escola de Arquitectura da Universidade CEU San Pablo: Propuxéronse levantar un vehículo de 1200kg con 260 espaguetes, e conseguírono!

Nun ensaio posterior comprobaron que os espaguetes resistiron 1650 kg antes de romper, así que aínda puideron utilizar menos espaguetes na proba, pero non escatimaron en coeficiente de seguridade.

É máis que habitual que os estudantes universitarios de todo o mundo utilicen espaguetes para os seus deseños estruturais. Basta que fagades unha busca “spaghetti bridge” en google para atopar miles de exemplos.

Por que espaguetes? A tensión máxima de rotura do material do espaguete está ao redor de 27,7 MPa e ten un módulo de elasticidade de 1375 MPa, habendo variacións dependendo das características do material. Un espaguete da marca Barilla do nº7 (2mm de diámetro) en tracción resiste uns 80 kg. Sen cocer, claro.

[imaxe de estructurando.net]

Que terá a sémola de trigo duro para ser tan resistente?

Esmagando vagóns

En medciencia.com cóntanos como polas noites na fría Siberia quedaban esmagados e estragados os vagóns baleiros nos que se transportaba gas e petróleo. Así é como aparecían ao amencer:

vagon

E aquí tedes un vídeo no que se ve como se produce a implosión de maneira fulminante:

[youtube:Railroad tank car vacuum implosion]

Isto non ocorría con calquera vagón senón só cando os vagóns estaban baleiros e foran limpados á présa. Por que?

A explicación ten que ver coa diferenza de presión entre o interior e o exterior. O interior dos vagóns impábase con auga quente. Cando se pechaban hermeticamente xusto ao terminar, sen deixar que secasen, ao chegar a noite con temperaturas moi por debaixo dos 0ºC o vapor que se atopaba dentro dos vagóns conxelaba, provocando unha baixada de presión no interior, o que provocaba a implosión.

Os vagóns están deseñados para soportar presións internas superiores á atmosférica, e nese caso a chapa da que están feitos traballa a tracción. Pero cando a presión interna é inferior á exterior (facemos baleiro), o material está sometido a esforzos de compresión e a estrutura dóbrase como se pode observar no vídeo. Para traballar nestas condicións extremas os vagóns deberían estar reforzados.

Para facer na casa:

como-hacer-una-implosion-3RTEmagicC_ImplodingCan-implodeEste fenómeno pódelo reproducir na casa cunha lata de refresco. As latas están deseñadas para soportar grandes esforzos de tracción, xa que as bebidas gasosas fan que o interior das latas estea a unha presión superior á atmosférica. Porén, as latas non soportan os esforzos de compresión. Ben sabedes que cando unha lata está baleira é moi fácil esmagala.

Para facer esta experiencia necesitades unha lata de refresco baleira, unha pota de auga fervendo e unha pota de auga fría.

Collemos a lata de refresco cunhas luvas de forno ou unhas pinzas para non queimarnos e pómola boca abaixo sobre a pota de auga a ferver, de xeito que o vapor de auga entre directamente na lata. Agardamos aproximadamente un minuto e colocamos a lata boca abaixo sobre a auga fría mergullándoa un pouco. O vapor que había no interior condensará, farase baleiro no interior e case instantaneamente a lata implosionará.

Pódese facer tamén con lume, como se pode ver neste vídeo.

(Visto en medciencia.com. Foto da lata de comohacer.eu)

MegaXenga

O xenga é un xogo moi interesante para estudar o equilibrio e estabilidade das estruturas. Consiste nun conxunto de bloques de madeira que se colocan de forma cruzada por niveis de tres bloques xuntos ata formar unha torre de certa altura. Cada xogador ou xogadora deberá retirar un bloque de calquera dos niveis inferiores e colocalo na parte superior da torre, facendo medrar o seu tamaño. Gaña quen realizou a xogada anterior á que fixo que a torre se derrubase.

Xogaremos mellor se sabemos un pouquiño sobre o centro de gravidade e a súa relación co equilibrio dunha estrutura, aínda que tamén conta ter destreza e delicadeza movendo as pezas para non facer vibrar demasiado unha torre en equilibrio inestable.

Iso precisamente é o que quixeron demostrar na empresa Caterpillar poñendo as súas máquinas Cat ® a xogar ao xenga: a habilidade dos operadores e a potencia, forza, axilidade e precisión das máquinas. Todo un espectáculo!

[youtube: Built For It™ Trials – Stack: Largest Board Game Played with Cat® Excavators]

Cadeira humana

Cando facemos prácticas e proxectos de estruturas para estudar a resistencia, o equilibrio e a estabilidade recorremos sempre a canutos de papel, paos de madeira e outros. Porén, pode ser unha práctica divertida utilizar ao propio alumnado para crear estruturas, como esta que podedes ver nos seguintes vídeos.

[youtube:4 Girl Chair Trick!]

[youtube:Awesome 4 Man Chair Trick]

Seguro que hai máis estruturas humanas interesantes para montar en clase. Haberá que buscar.…

A impresora 3D capaz de imprimir edificios

Sen dúbida, é o momento das impresoras 3D, que están a revolucionar a fabricación de obxectos. As impresoras 3D son máquinas capaces de crear pezas volumétricas a partir dun deseño feito por ordenador superpoñendo capas de material.

O revolucionario do tema é que os consumidores temos a oportunidade que fabricar os nosos propios produtos, cousa que ata agora estaba reservada ás fábricas. Se dispoñemos dunha impresora destas podemos fabricar calquera pequeno obxecto de uso cotiá, máis ou menos personalizado, producir unha peza estragada que non atopamos no mercado ou deseñar e construír as formas que imaxinemos. Hai tempo falabamos aquí de como montarse unha para un centro de ensino.

Porén, cando se fala de impresión 3D non debemos pensar unicamente en pequenos obxectos de plástico. Tamén é posible imprimir edificios!

Iso é o que están a probar na University of Southern California cunha impresora 3D xigante que bota chorros de formigón seguindo un patrón deseñado por ordenador, e aseguran que pode construír unha vivenda en 24 horas. Supoño que se refiren só a estrutura, pois unha vivenda non consta unicamente de paredes e hai que contar coas instalacións eléctricas, de auga, saneamento, calefacción, etc. que levan máis tempo.

A tecnoloxía chámase Contour Crafting, e pode revolucionar a industria da construción ao permitir automatizar o proceso, abaratando custos. O robot encargaríase de construír a estrutura, deixando para os humanos o traballo fino das instalacións. Ademais, a técnica de impresión permite construír formas creativas e exóticas que polos medios tradicionais sería moi difícil facer, polo menos sen dispararse o orzamento.

Nestes vídeos podes ver como é o proceso:

[youtube: Why Design Now?: Contour Crafting]

[youtube: Animation of Contour Crafting in whole house construction (high res)]

 

Máis información: contourcrafting.org

Visto en:  innovation.uk.msn.com


1 2 3 6