El objetivo específico de este proyecto es construir la embarcación más rápida posible, sin dejar de lado la estabilidad y el cumplimiento de las restricciones establecidas inicialmente. Para juzgar finalmente las embarcaciones se hará una competencia entre los participantes del curso, para determinar el prototipo mejor logrado.
Nuestras metas más ideológicas consisten en poder implementar todos nuestros conocimientos para poder llevar la teoría a la práctica. Sabemos que la mayor ventaja natural del hombre frente a los animales radica en su capacidad de extender sus características físicas a través del uso de la herramienta. Dicen que los perros pueden oír lo que nosotros no oímos, y claramente un felino es más ágil que un ser humano. Sin embargo, somos los seres humanos y no los animales que dominamos la tierra. Es por esto que queremos, a través del estudio y el uso de nuestra inteligencia crear un dispositivo que nos permita movernos en un medio que no es el propio, tal como es el agua (claro que a escala).
En este caso además, estamos usando un principio para propulsar nuestra embarcación, el cual no es el más evidente. Obviamente un remo, o una hélice logran impulsar una nave, y no es necesario llevar a cabo mayores estudios para al ver el mecanismo entender cómo funciona. En nuestro caso, el efecto que produce el movimiento del barco podría parecer contra intuitivo e ir en contra de nuestras nociones físicas más básicas. Es por esto que una meta importante en el desarrollo de este proyecto, es llevar a la práctica una idea teórica de una demostración no tan evidente y ver como la teoría predice ciertos efectos que si no fuera por esta probablemente no conoceríamos.
En un ámbito más práctico, tenemos otras metas más concretas. Durante el curso del proyecto nos hemos dado cuenta que la meta original no es tan simple, y hemos decidido proponernos distintas metas, en orden de dificultad y de prioridad, las cuales enumero a continuación. No gastaremos esfuerzos en metas futuras mientras no hayamos completado a cabalidad las precedentes.
1.- Construir un prototipo inicial que cumpla con las condiciones de flotabilidad y estabilidad que se nos piden.
2.- Lograr impulsar la embarcación a través del efecto magnus.
3.- Afinar detalles para maximizar la velocidad del artefacto y así poder tener un buen desempeño en la competencia final.
Respecto a las dificultades, las separaremos de acuerdo a cada una de las metas planteadas.
El diseño de la embarcación que nos ha sido propuesto, como ya mencionamos, debe cumplir con ciertos requisitos. Estos consisten en tener un volumen de carena mayor a 200 cms cúbicos y la línea de flotación debe ubicarse a no más de 6 ni a menos de 4 cms de cubierta. Para cumplir estos requisitos debemos, primero que nada tener un modelo sobre el cual trabajar. Tras establecer este modelo, debemos ser capaces de a través del estudio de la geometría del modelo, y a través de los conocimientos adquiridos en el curso lograr establecer medidas específicas (como la masa final del bote, o sus dimensiones) que nos permitan cumplir los requerimientos.
En cuanto al impulso de la embarcación a través del efecto magnus tenemos básicamente dos limitaciones. Por un lado, los cilindros y motores que podemos usar para llevar a cabo la propulsión nos son proporcionados y tienen ciertas especificaciones estándar, y serán los mismos para todos los grupos. Por lo tanto tenemos que ajustar nuestro modelo a estas piezas y no en el sentido contrario, lo cual podría ser más conveniente. Para ejemplificar un poco esta situación, pongo el caso de un bote demasiado pesado. Los motores que poseemos no nos permitirían moverlo, a pesar de que en todos los demás aspectos sea un muy buen diseño. Por otro lado, la otra limitante que nos impone el uso del efecto magnus para la propulsión de la nave es, como ya mencionamos anteriormente, en que es más bien contra intuitivo, y que por lo tanto cualquier problema que se presente necesitará un análisis más teórico que uno práctico basado en nuestro sentido común. Probablemente, con un barco a vela, si tenemos algún problema sería bastante fácil diagnosticarlo, por lo obvio del mecanismo de propulsión. En nuestro caso, las cosas no serían tan evidentes.
Por último, respecto de nuestro ideal de conseguir la mayor velocidad posible para nuestro bote, deberemos enfocarnos en dos aspectos; el roce entre las superficies del bote y el agua, y la formación de turbulencias en el agua como respuesta al movimiento del bote. Otros aspectos, como potencia de los motores sabemos que no podemos cambiarlos, así que no los tomaremos mayormente en cuenta. Por lo aprendido en clases, vimos que el flujo turbulento en general tiene un impacto mucho mayor sobre el desplazamiento de una partícula a través de un fluido, que el flujo laminar. Como vimos en un video, un Ford modelo T al ser más rectangular y por lo mismo crear más turbulencias que un auto moderno, presentaba una resistencia mucho mayor al movimiento por parte del aire. Es por esto que debemos intentar minimizar las posibilidades de roce turbulento en nuestro diseño, intentando en general usar formas que “corten” el agua. Por otra parte, el movimiento de nuestro barco, aunque no genere turbulencias, se verá afectado por el roce entre las superficies y el fluido. Esto es inevitable, y solo podemos aminorarlo disminuyendo las superficies en contacto, y a través del uso de distintos materiales. Sin embargo debemos mantener el volumen de carena constante, por lo tanto, la magnitud de la superficie de contacto dependerá únicamente de la forma física de la embarcación.
