9° Post; Exámen

9- Exámen

Proyecto: isla flotante

Presentación:

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1. Introducción

El objetivo de este post es mostrar el proceso por el cual se ideó, diseñó y experimentó este proyecto hasta el momento en que se realizo el MVP.

¿De que se trata el proyecto?

En 2 simples términos el proyecto se trata de:

1. Fitodepuración

Es la eliminación de sustancias contaminantes del agua (depuración), realizada por mediación de plantas (fito)

2. Conservación de ecosistemas

Administrar responsablemente todos los recursos naturales para asegurar su existencia en buena salud: árboles vigorosos, de especies variadas y nativas, agua limpia y abundante, oxígeno, suelos limpios y fértiles, fauna diversa, saludable y en número suficiente que permita su existencia

Intereses y Oportunidad

Este proyecto nace con el objetivo de poder integrar los interes del equipo de trabajo.

Intereses:

1. Interés por mejorar y mantener la calidad del agua: Evitar concentraciones de contaminantes que dañen la calidad del agua y mantener una área ideal para la vida de las distintas especies de los ecosistemas que interactúan.

2. Interés en la conservación de flora y fauna: Tomar medidas preventivas para conservar la biodiversidad mediante la creación de ecosistemas óptimos

3. Interés diseñar entornos naturalez : Creación de espacio verdes basados en la naturaleza para crear ecosistemas que beneficien a distintos eslabones de la naturaleza. Espacio limpios y verdes para la comunidad.

Oportunidad

• Chile se encuentra en un escenario de riesgo hídrico.
• El agua es un recurso escaso, finito y las condiciones del cambio climático no le son favorables.
• El agua es un recurso vital tanto para humanos como para la flora y fauna del entorno que le rodea.
• El agua es un recurso que permite la sanidad.

Espacio

Tomando en cuenta los consejos sobre donde ubicar la isla lotante, hemos decido que será una instalación temporal sin tener lugar fijo, así podran tratarse diferentes cuerpos de agua, generando un mayor aporte a la conservación del agua a lo largo del país. Esto es factible debido a que la estructura esta diseñada para que sea fácil de transportar.

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Hipótesis creativa

Al comenzar a investigar formas de depuración de agua, dimos con la Fitodepuración: técnica que se realiza con plantas macrófitas acuáticas que permiten depurar el agua por las bactérias que contienen en sus raíces, absorviendo, dependiendo de la planta, diferentes tipos de contaminantes del agua. La pregunta planteada como primer desafio fue ¿Cómo hacer flotar las plantas?

La solución intuitiva: Z

Aquí es donde comienza el proceso creativo del proyecto, que se resume en tres pilares fundamentales:

1. Plataforma con distintos niveles que permiten la biofiltración del agua en cada uno de los eslabones.
2. Integración de plataformas para crear un parque de acceso peatonal que permita el paseo.
3. Crear un entorno de condiciones ideales para que, de manera natural, las especies elijan estas zonas para su reproducción, como hábitat o fuente de alimentación.

Funciones y beneficios del proyecto:

1. Depuración de agua

En el primer nivel el agua pasa por un biofiltro de arena y piedras. En segundo nivel el agua pasa por una planta terrestre, la cual enriqueze el agua añadiendole nutrientes. En tercer nivel hay plantas en un ambiente acuático que fitodepuran por medio de las bacterias de sus raíces. Finalmente el agua sale de la plataforma al cuerpo de agua por otro mini biofiltro.

2. Conservación de ecosistemas

Mejora la calidad de agua para mejorar la habitabilidad de entornos dañados.

3. Parque peatonal

Espacio para la iteracción con la naturaleza y promociona el paseo al aire libre.

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Antecedentes

Referentes nacionales: BIOANTU

Ellos se dedican a crear piscinas naturales, jardines depuradores de aguas negras y lagunas artificiales: son especialistas en impermeabilización para la construcción de este tipo de sistemas.

Referentes internacionales:

1. Rotterdam
2. Amsterdam
3. New York: proyecto “Grow on us”

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Metodología

La metodología de nuestro proyecto es clara. El paso a paso es el siguiente:

1. Diseño Experimental:

En este proceso se comenzó a diseñar por medio de dibujos a mano alzada el proyecto teniendo cuenta las Funciones criticas: Sistema de flotación, Sistema de Biofiltración y Sistema de bombeo

Considerando estos aspectos se llego a el siguiente diseño experimental:

Este diseño muestra características claves de la plataforma:

1. Es escalonada: esto permite que el flujo de agua aproveche la fuerza de gravedad.
2. Debe tener una forma piramidal en el sentido de su estructura, lo que facilita la flotación.
3. El flotador es circular con ejes, como rueda de bicileta, para mayor estabilidad.
4. El sistema de filtración está presente en cada nivel de la plataforma, integrando cuatro biofiltros en total. El primero es el de la siguiente imagen.

Experimentación de funciones críticas.

Sistema de Flotación

Anteriormente nuestra experimentacion del sistema de flotación consistia en una caja de plástico con botellas a sus costados. Dentro de la caja es donde iba el otro recipiente con tierra. La experimentacion 2.0 de esta función crítica contempla las funciones críticas y características que se concluyeron importantes en la etapa de diseño experimental.

Sistema de Filtración

Esta función crítica fue la que se experimentó más a fondo, ya que es la función principal que debe llevar a cabo la isla flotate: depuración de agua

Biofiltro 1

Lo primero que se experimento fue el primer biofiltro. Se construyó con una botella que contiene arena gravilla y piedras ordenadas, por tamaño, de a bajo hacia arriba respectivamente.

Mediciones: TDS medidor de calidad de agua (ppm)

Se realizaron dos mediciones con distintos tipos de agua. En el primer caso se utilizó agua con sal y el aparato medidor indicaba una concentración de particulas de 357 ppm, al pasar por el biofiltro 1 el aparato marco 220 ppm. En el segundo caso se utilizó agua con aceite, detergente y sal. El aparato en un inicio marcaba 638 ppm y luego de pasar por el biofiltro indicaba 455. Se concluye entonces la efectividad del biofiltro número 1 y 3 ya que tienen exactamente la misma composisición.

Según la OMS, el nivel de TDS ideal en agua (mg/l):

• Menos de 300: Excelente

• 300 – 600: Bueno

• 600 – 900: Regular

• 900 – 1,200: Pobre

• Más de 1,200: Inaceptable

Biofiltro 1 y 3

En este experimentación se utilizó el biofiltro 1 antes descrito y el biofiltro 3 que se impirmió en 3D, con aproximadamente 60 gramos de PLA. Con esto se obtuvo un sistema más completo de filtración que se puede observar en el siguiente video

Mediciones: TDS

Esta experimentación se llevo a cabo con agua de llave (alta en cloro) sal, aceite y detergente, el dispositivo marcaba una concentracion de 2090ppm Luego de pasar por el biofilto marcaba casi la mitad de los ppm

Sistema de Bombeo de agua

Probar esta función del proyecto es clave para su funcionamiento, ya que había que lograr llevar agua desde el lago hasta la punta más alta de la isla, donde comienza su recorrido de filtración.

Funcionamiento

El sistema de bombeo de agua funciona de manera manual, sin uso de electricidad extra, lo que sigue el hilo conductor del proyecto. Al ser una forma de bombear más sustentable, que utiliza energía cinética del usuario. El aparato que lleva a cabo la función es un bombín, o fuelle, que funciona por medio de:

1. Acordeón con resorte que permite bombear con el movimiento propio del objeto.
2. Manguera que permite el flujo de agua, esta proviene de la entrada azul que es la de salida de agua.
3. Las llaves: contien 2 llaves, la azul de salida de agua y la roja de entrada, pero esta se encuentra cerrada para poder ejecutar el bombeo.
4. En la parte inferior del objeto amarillo, esta descubierto para que al estar en contacto con el agua esta entra al acordeon amarillo y sale expulsada por la manguera al comprimirlo.

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3. Desarrollo

Diseño protipo

Este diseño considera el prototipo de la plataforma de la isla, que pretende integrar en una pieza todos los niveles que tendrá la plataforma para lograr los eslabones de filtracion.

Este diseño esta creado en Rhinoceros con el comando drape, que realiza la misma función que una máquina de termoformado. El drape se hizo teniendo como base la siguiente estructura formada por toroides de diferentes dimensiones

Se borra el espacio marcado en verde para hacer una división en el tanque contenedor de plantas fitodepuradoras, lo cual ayudaría a disminuir el flujo del agua disminuyendo una causa de inestabilidad.

Al tener estas seis piezas se utiliza la termoformadora para hacer el prototipo.

Con el comando Drape de Rhinoceros podemos ver una simulación de como quedaría el objeto construido por la termoformadora.

Descargar

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PLANIMETRIAS MODELO

Medidas de construcción del primer prototipo, las cuales son escalables.

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Intento inicial de construcción

(no funcionó con esta forma)

falta IMAGEN PROTOTIPO IMPRESO

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Dibujo del MVP construido

Descripción

Partes:

1. Filtros:

   • Biofiltro 1: Botella
   • Biofiltro 2: Planta terrestre
   • Biofiltro 3: Plantas macrofitas
   • Biofiltro 4: impresión 3D

2. Flotación

   • Flotador
   • Estructura piramidal
   • Piso

3. Diseño formado por tres toroides y drape

   • Técnica constructiva: termoformado y corte con CNC

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Valor agregado

1. Depuración de agua: limpia la concentración de contaminantes en los cuerpo de agua.
2. Conservación de ecosistemas: Gestión de recursos naturales para su mantención y mejora del entorno y la biodiversidad que lo habita.
3. Interación naturaleza-humano: paseo peatonal basado en la naturaleza, creación de consciencia ecológica
4. Ornamentación: Diseño de parques flotantes florales inmersos en cuerpos de agua.

Beneficiados

• Medioambiente
• Biodiversidad
• Humanos
• Localidad

Conclusión

Nuestro proyecto de Isla Flotante permite purificar las aguas de un lago mediante procesos de biofiltración, para conseguir ecosistemas de calidad que permitan la conservación de biodiversidad en lagunas interurbanas. Potenciando la interacción positiva del humano con la naturaleza mediante el desarrollo de consciencia ecológica que fomenta la implementación del proyecto.