Al analizar las diferentes alternativas que hemos propuesto en el punto anterior, descartamos algunas soluciones y tomamos lo mejor de las restantes, en base a nuestros conocimientos adquiridos a lo largo del curso podemos ver cual factor de una o otra solución servirá para el desarrollo de nuestro prototipo final.
En la primera solución propuesta que corresponde a la de poner un tipo de “ alas” a nuestra bicicleta, es descartada como alternativa, ya que no corresponde una solución creativa a nuestro parecer, ya que es una solución común para problemas de carácter aerodinámicos, además esta solución en una bicicleta tendría muy poca funcionalidad, ya que haría mas ancho el perfil de una bicicleta, perjudicando una de las cualidades mas apreciadas de una bicicleta que es tener un perfil angosto, y finalmente notamos que esta solución seria muy inestable y poco funcional, ya que al ser construidas en plumavit se obtienen alas que se nose podrían encontrar en un punto fijo y estable.
La solución de llenar los espacios entre los rayos de la bicicleta, es descartada ante todo por que su influencia en la desaceleración del cuerpo es mínima comparada con otra solución que contemple la mejora de otra zona, esto debido a que los vortices que se generan en los espacios de los rayos, debido al fenómeno de separación son menores en comparación a los que se producen en otras zonas de la bicicleta. También descartamos la implementación de esta solución en algún grado en el prototipo final, ya que invierte un gasto alto de material, de tiempo y de mano de obra.
Luego de analizar las alternativas, decidimos que la alternativa que mejor solucionaría el problema aerodinámico de una bicicleta, es la combinación en alguna forma del resto de las alternativas, solución que se procederá a explicar:
Nuestra solución consistirá principalmente en la creación, en la parte de atrás del asiento de la bicicleta y encima de la rueda trasera, de una carrocería de plumavit que tenga un ancho visto en planta igual al del conductor de la bicicleta y que a medida que avance esta carrocería hacia atrás vaya disminuyendo su ancho, es decir una especie de cola que sea como una continuación de la posición de manera inclinada que lleva el conductor. Esta carrocería ira desde mas arriba de la silla del conductor hasta las ruedas, es decir que sea una continuación lo mas exacta posible de las “líneas” del conductor, así se lograra que el punto de separación del cuerpo compuesto por la bicicleta y el conductor, quede reducido a lo menos posible, lo mas lejano y en la parte mas inferior de la bicicleta, logrando reducir así la fuerza de arrastre y por ende la desaceleración de la bicicleta. Con el mismo objetivo, de retrasar y llevar el punto de separación lo mas atrás posible de la bicicleta, es que ponemos en la parte delantera de la bicicleta una especie de escudo adelante del volante, que tendrá líneas que le darán una forma curva, así estas líneas harán que las líneas de corriente del viento sigan su camino hacia un punto trasero.
También contemplamos rellenar los espacios que se forman en la bicicleta debido a los marcos que tiene cada una, con esto se tratara de evitar que se formen vortices en la parte de atrás del tubo de marco que enfrenta la corriente del flujo del aire, debido al fenómeno de separación, trasladando estos puntos a una parte mas hacia la parte trasera de la bicicleta. Los comportamientos aerodinámicos que estan en juego estan explicados exquemáticamente en la parte EXTRA1 (fenomeno de separación) y EXTRA2 (fuerzas involucradas con un movil). Esto puede facilitar la compresión del diseño seleccionado.
Para una mejor compresión de nuestra solución de la bicicleta, se presenta la siguiente fotografía:
PLAN DE TRABAJO
Nuestro plan de trabajo consiste en basicamente jutantarnos los dias Sabado 9 y 16 de Julio. El dia 9 planeamos realizar en conjunto la toma de datos de un bicicleta sin cambio aerodinámico. Luego nos dividimos en dos grupos: Uno encargado de bosquejar el modelo (A. Cruz y F. Lizana) y otro de actualizar el blog y el powerpoint (H. Oncken y C. Renteria) . El dia 16 de Junio tambien nos dividiremos en dos. Primero A. Cruz y F. Lizana realizarán el modelo. Luego en conjunto realizamos la experimentaciñon para que luego H.Oncken y C. Renteria tomen los datos una vez efectuados los cambios aerodinamicos. Ellos mismos tabularán los datos y actualizarán el blog y el powerpoint.
Costos
Para la realización del modelo además del plumavid se usó: Una bolsa de palos de maqueta, alambre, elásticos y 2 latas de pintura. Costo estimado 6 mil pesos.
Predicción del desempeño
Esperamos obtener al menos una disminución de un 3% en la fuerza de arrastre y un 5% en el coeficiente de roce al menos. Esto está claramente explicado en la seccion Modelo experimental y resultados. En esa sección podemos ver los datos obtenidos inicialmente. Si obtenemos un aumento de la aceleración promedio de 5% la fuerza de arrastre pasara de 42.51 [N] a 38.52 [N] lo que significa una disminuciñon porcentual de un 9.1%. Esto es muy factible y es una meta que creemos que podemos alcanzar y trabajermos por alcanzarla.
* para los calculos anteriores se usó: m*g*sin(a)-Fa-Fr=m*ap, esto analizado con mucho profundidad en el capitulo Modelo experimental y resultados.
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