A continuacion presento un material audiovisual producido en el desarrollo de proyecto de grado para obtener el titulo de Licenciado en Diseño Tecnologico, de la Universidad Pedagogica Nacional.
Este video presenta la aproximacion al proceso de fabricacion de un crisol y un hornillo utilizado por los muiscas en la realizacion de piezas orfebres.

Este proyecto partio de la curiosidad generada gracias al espacio academico "Mundo Tecnico Prehispano", en torno a la tecnica y tecnologia prehistorica. El interes se enfoco en comprender los procesos de fabricacion de piezas metalicas precolombinas un tanto complejas y claro esta, deslumbrantes en su belleza. Este interes poco a poco se fue enfocando hacia los procesos tecnicos involucrados en la orfebreria que permitian obtener y transformar los metales.

Se decide encocar la atencion en la fabricacion de dos utensilios ceramicos utilizados para la fusion de los metales en la epoca precolombina, en este caso tratando de contextualizarlo para la sociedad Muisca, grupo humano que habito el altiplano cundiboyacense.

Dicho proceso de aproximacion requirio desarrollar simultaneamente tres enfoques que delimitarian el proyecto y establecerian los parametros para su ejecucion y desarrollo. Uno de ellos es la metodologia adoptada, que se baso en la Arqueologia Experimental, como conjunto de actividades experimentales que permiten explicar las funciones y dinamicas asociadas a los objetos a reconstruir del pasado. Otro es el concepto de tecnica prehistorica, entendida como un conjunto de procesos productos de la reflexion del artesano que permitian solucionar problemas asociados a actividades productivas. Esta se se describe ampliamente con el concepto de Cadena Operatoria, que es el conjunto de operaciones requeridas para transformar la materia prima en un artificio, desde su extraccion, hasta el uso del objeto producido.

Finalmente y afin con el caracter educativo del programa de formacion, el proyecto fue desarrollado con el fin de producir un material de caracter educativo, que diera cuenta del proceso desarrollado y permitiera lllevar dichos saberes y experiencias adquiridas en torno a la actividad experimental de reconstruccion, a un espacio de caracter educativo (aula) con fines didacticos, elaborandose y produciendose un video, ya que el uso de la imagen y sonido es importante para los procesos de aprendizaje-enseñanza.

El video que a continuacion comparto, compila las experiencias y procesos en la maravillosa aventura de desenterrar el pasado y recuperar la historia tecnica y tecnologica poseida por nuestros antepasados:

Enlace a Video: https://www.youtube.com/watch?v=ACm0se2nTeg

A efectos de derechos de autor y para proteger el material, presento una descripcion de caracter legal realizada sobre el material:

Este video es el resultado del desarrollo del proyecto de grado "RECONSTRUCCIÓN EXPERIMENTAL DEL PROCESO DE FABRICACION CERÁMICO DE UN HORNO Y UN CRISOL UTILIZADOS EN LA ORFEBRERIA MUISCA" del programa de Licenciatura en Diseño Tecnologico que actualmente se esta adelantando en la Universidad Pedagógica Nacional , Facultad de Ciencia y Tecnologia.

Hasta una proxima....

Agradecimientos:

Fabio Gonzalez: Director Proyecto de Grado
Carlos Rodriguez: Profesor "Mundo Tecnico Prehispano" (Universidad Pedagógica Nacional ) y asesor consultado para el proyecto.
Juan Manuel Llanos (Antropólogo M.S. - Arqueólogo Ph.D.): Asesor consultado para el proyecto de grado.
Salomon Fique: Residente Bojaca
Rene Vidal: Asesor trabajo en ceramica.

A mis padres Oscar y Alba.

En esta oportunidad presento un proyecto de diseño mecanico realizado en la asignatura de Diseño 6.

Inicia el semestre con el ejercicio de diseñar una solucion mecánica un problema identificado. Para ello se sigue una secuencia de diseño proporcionada en el texto Diseño de Productos de Ulrich y Eppinger (2004).

La secuencia seguida para el proyecto con base en dicho texto fue:
Identificar oportunidades de desarrollo de producto.
Identificar necesidades del cliente.
Generacion de conceptos de producto.
Seleccion de concepto de producto.
Diseño y calculo ingenieril.
Fabricacion y prueba.

Las anteriores fases del producto se desarrollaron dentro de una metodologia seleccionada para el proyecto, llamada Dixon que consiste en las siguientes fases:

Reconocimiento de meta
Especificacion de tareas
Definicion de concepto
Analisis ingenieril
Especificaciones
Produccion

Seleccionada esta metodologia, se definio el cronograma a seguir para el desarrollo del proyecto.

Inicialmente este inicia con el planteamiento de tres ideas, las cuales se seleccionaron con base en intereses personales excepto por uno que fue sugerido.

Las tres ideas fueron las siguientes:

Mesa Cartesiana: esta surge de la necesidad personal de contar con un dispositivo de coordenadas cartesianas para fabricar piezas pequeñas, emulando una fresadora.

Montura Ecuatorial: dentro de mis intereses esta la astrofotografia, que es la fotografia de astros. La idea plantea la fabricacion de una montura de bajo costo para la fotografia aficionada.

Reloj Mecanico: esta idea fue sugerida como alternativa a la montura ecuatorial. El reto de este proyecto consistia en diseñar un mecanismo de reloj que funcionara sin fuente electrica, solo por el uso de pesas.

Planteadas las ideas, la primera exploracion a realizar es sobre los principios fisicos implicitos en los aparatos mencionados. Para ello elabore unas presentaciones en las que se sintetizan los principios fisicos que permitan entender el funcionamiento del mecanismo y el posterior diseño. Claro esta que esto iba acompañado de una exploracion de antecedentes, es decir que dispositivos ya se encuentran en el mercado, sobre las ideas planteadas.

Presentacion Principios Fisicos Mesa Cartesiana

Presentacion Principios Fisicos Montura Ecuatorial

Presentacion Principios Fisicos Reloj Mecanico

Indagados estos principios se deben explorar alternativas a cada uno para evaluar la idea mas viable a desarrollar de cada uno.

Mientras esto se desarrollaba, en paralelo se trabajo en el diseño de un logo representativo, que reflejara una idea, gusto o ideal del estudiante, logo que identificaria una bitacora en la que se recopilaba el trabajo y finalmente al proyecto.

Para seleccionar la idea, esta fue sometida a evaluacion por una poblacion de 25 sujetos, que permitiera identificar la idea con mayor potencial. Esto permite encausar esfuerzos en el desarrollo de un proyecto con miras a que este sea exitoso, especialmente si se pretende poner este en un mercado.

La idea seleccionada fue el Reloj Mecanico.

La premisa para que este funcionara es que fuera totalmente mecanico, sin ayuda digital y/o electrica. Para ello este seria impulsado por la energia potencial de una masa, y para regular el descenso de esta, se utiliza un sistema mecanico denominado escape, tal y como funcionan los relojes de pendulo.

Como funciona un reloj mecanico?. Horas y minutos. Youtube

Para ello fue necesario explorar diferentes sistemas de escape desarrollados para relojes. A continuacion encuentran animaciones de algunos de los tipos de escapes identificados en la busqueda:

Escape Graham:

Circular Pallets Deadbeat Escapement. Ken Kuo. Youtube

Escape Suizo:

Mecanismo de escape suizo. Prototipo funcional.

Laura Vargas Ortiz. Youtube

Escape de Paletas:

Mecanismo de escape de Reloj - 3. Manuel Javier Carvajal. Youtube.

Finalmente se escogio el sistema Pinwheel:

Pin Wheel Escapement. Ken Kuo. Youtube.

Seleccionado el sistema de escape, despues de un proceso de evaluacion utilizando una matriz, basada en las matrices de evaluacion de productos propuesta por Ulrich y Eppinger (2004), se proceden a definir los aspectos fisicos del funcionamiento del reloj.

Entre esos aspectos se define el concepto de forma a transmitir en el reloj, para ello se realizaron esquemas muy sencillos que permitieran evaluar diferentes propuestas de reloj. Finalmente se obtienen 3 esquemas, a traves de una matriz de evaluacion, para seleccionar un diseño que fusione dos de los tres propuestos.

Finalizado la generacion de conceptos se procede a realizar el analisis ingenieril y a partir de estos definir las especificaciones.

Para el diseño de este se realizaron los siguientes analisis:

Tiempo de oscilacion de un pendulo en funcion de su longitud.
Calculo de la relacion de transmision del tren de engtranajes.
Calculo dimensiones de los engranajes: modulo, diametros, pasos, numero de dientes (ya calculados previamente en la relacion de transmision), angulo de presion.
Analisis rotacion dinamica: Aceleracion angular, momento angular, inercia de masa.
Calculo de la masa a aplicar en la pesa motriz.
Torque en los ejes de los engranajes.
Calculo centro de masa varilla y masa del pendulo.

Fue necesario realizar iteraciones en los calculos y claro esta corregir errores en los mismos.

Con los parametros obtenidos, se procede al diseño de los componentes usando Autocad 2013. (© 2015 Autodesk Inc). Este proceso tambien fue iterativo, ya a efectos de limitacion de tiempo, era necesario avanzar en la medida que se obtenian las dimensiones de las piezas en los calculos, especialmente las distancias entre ejes y su distribucion.

Finalizado este proceso se procedio a su construccion y ensamblaje.

Finalmente el momento esperado, a saber la prueba. Para ello fue necesario ajustar la masa, que por cierto fue mucho menor de lo calculado (el reloj se movio con una masa de aproximadamente 4 kg, versus los 15kg calculados)
modificar las uñas del sistema de escape que no lograban ajustar el plano de contacto con los pines, y la longitud del pendulo que afectaba el periodo de oscilacion.

Aqui encuentran un video de prueba realizado con el reloj previo a su presentacion (*1):

Finalmente su presentacion en una pequeña gran muestra de Diseño presentada en la Universidad Pedagogica Nacional. Aprovecho el espacio para mostrar fotos de las muestras presentadas en la muestra, cortesia del Profesor Yovanni Aldana, muestras desarrolladas en la asignatura Fundamentos de Tecnologia (*2):

Hasta un proximo proyecto....

Referencias:

Autocad 2013. © 2015 Autodesk Inc.

Ulrich, K. & Eppinger, S. (2013). Diseño y desarrollo de productos (5th ed.). México, D.F.: McGraw-Hill Educación.

*1: Reloj Mecanico "Moon Clock" Copyright © 2016. Oscar Cardona.Todos los Derechos Reservados.

*2: Fotografia de trabajos bajo derecho de propiedad de sus respectivos autores. La presentacion de estos, con fines de divulgacion educativa, no desconoce dichos derechos. Abstengase de usarlos sin la autorizacion de su autor(es).

Fecha: Semestre 9 - 2016

Prof: Fabio Gonzales

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