Diseño y desarrollo de aletas para nadadores, eficientes y económicas, inspiradas en la morfología de animales acuáticos

El proyecto “Diseño y desarrollo de aletas para nadadores, eficientes y económicas inspiradas en la morfología de animales acuáticos” se centra en la creación de aletas de natación eficientes mediante la aplicación de conceptos de biomimetica con el fin de resolver el objetivo general de diseñar ale...

Full description

Autores:: Restrepo Mesa, David Alejandro

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2023

Institución:: Instituto Tecnológico Metropolitano

Repositorio:: Repositorio ITM

Idioma:: spa

Description
Summary:	El proyecto “Diseño y desarrollo de aletas para nadadores, eficientes y económicas inspiradas en la morfología de animales acuáticos” se centra en la creación de aletas de natación eficientes mediante la aplicación de conceptos de biomimetica con el fin de resolver el objetivo general de diseñar aletas para nadadores, que sean más eficientes y económicas usando la biomimetica y los aspectos morfológicos en animales acuáticos. A su vez con los objetivos específicos de realizar un estudio de aspectos biomecánicos del movimiento en animales acuáticos que puedan ser aplicados al diseño de aletas para nadadores. Investigar y seleccionar los materiales y procesos de fabricación más adecuados para producir las aletas de forma eficiente y económica. Diseñar y modelar las aletas utilizando herramientas de diseño asistido (CAD). Realizar pruebas y simulaciones para evaluar el desempeño y eficiencia de las aletas diseñadas y por último crear un modelo a escala que permita evaluar la apariencia y la viabilidad técnica. El estudio biomecánico del movimiento de las especies evaluadas se aprovecha de una investigación previa llamada Hydrodynamic Characteristics of the Shortfin Mako Shark. De acá se obtienen las imágenes del movimiento del pez y se comparan con los ángulos de movimiento plasmados en imágenes laterales tomadas de un nadador de mono aleta efectuando el movimiento. La selección de materiales y procesos de fabricación recomendados surge del estado de la técnica en donde nos encontramos con una variedad de proyectos e investigaciones entre los cuales ya se han desarrollado aletas de natación y se han hecho los estudios previos para sus requerimientos técnicos, propiedades mecánicas y químicas para un mejor producto tanto en lo económico como en lo técnico o funcional, algunas investigaciones fueron “IMPLEMENTACIÓN DE UNA ALETA PECTORAL BIOINSPIRADA CON TRES GRADOS DE LIBERTAD UTILIZANDO ACTUADORES NO CONVENCIONALES PARA EL CONTROL DE ORIENTACIÓN DE UN ROBOT PEZ Pseudorinelepis genibarbisbio”. Diseño de un complemento deportivo versátil destinado al entrenamiento de natación en piscinas y entre otros que durante todo el proceso sirvieron de base para continuar el proyecto. Durante el proceso de modelado 3D, se utilizó el programa de diseño y modelado 3D Autodesk Inventor, a su vez con la ayuda de programas gráficos 2D como Photoshop. En este proceso se opta por comparar los puntos coincidentes en el plano (x, y) de las aletas de estudio de las especies tiburón mako, pez espada y pez vela con el fin de sacar una hibridación morfológica de estas tres aletas o dos de estas que nos permita resolver los objetivos ya mencionados. La inspiración del producto en estas especies no es simple coincidencia, debido a que leyendo estudios morfológicos hechos en investigaciones de estas especies, nos topamos con la coincidencia de que las 3 especies tienen una misma forma de aleta caudal, de un tipo semilunar y al igual las 3 especies son de las más rápidas del planeta si hablamos de animales acuáticos. Ahora bien, las pruebas y simulaciones a realizar se desarrollaron también por medio del programa inventor profesional con la ayuda de uno de sus módulos donde se hace un estudio de desplazamiento o resistencia entre dos tipos de aletas. La aleta A que es la aleta diseñada en este proyecto y la aleta B que es una aleta inspirada en las medidas técnicas de la CMAS, de acuerdo con la cantidad de desplazamiento dada en milímetros en las 2 aletas. Nos podemos dar a una idea de cuál de las dos tiene mayor resistencia al agua y por ende puede generar una mejor propulsión, cabe aclarar que dicha evaluación no se hace al material de la aleta debido a que ese no es el enfoque de este proyecto, el enfoque va directamente ligado a la forma que es generada por la comparativa morfológica entre las 3 especies antes mencionadas. Ahora bien, como proceso final se optó por crear un modelo a escala con la ayuda de una impresora 3D para así poder evaluar más fácilmente la apariencia física del producto inspirada en formas de la anatomía animal de dichas especies.

Diseño y desarrollo de aletas para nadadores, eficientes y económicas, inspiradas en la morfología de animales acuáticos

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