KIRIGAMI
SUPERFICIES RESPONSIVAS
OPTATIVA TECNOLÓGICA EMMANUEL PITTY PAMELA REYES
INDICE
1
CONCEPTO
2
PROTOTIPADO
3
DESPIECE PARTES PRESUPUESTO ENSAMBLE
4
RESULTADOS
CONCEPTO
ANTECEDENTES Carencia de sistemas mecánicos que permitan la multiplicidadad en la disposición controlada de luz y ambientación para los espacios.
PROBLEMA DE DISEÑO Generar un sistema mecánico funcionalmente simple, que permita la generación de dicha multiplicidad en un sistema controlado y facilmente aplicable a diferentes problemas de diseño.
MVP Como producto mínimo viable (MVP) se dispone generar una superficie responsiva (programable en una siguiente etapa), que habilite aberturas para la permeabilidad de luz y ventilación.
INVESTIGACIÓN De la investigación sobre superficies responsivas, se concluye que cada vez más unidades de diseño a nivel internacional buscan en desarrollos interdiciplinarios nuevas soluciones que respondan a una estricta economía de materiales y recursos, encontrando al mismo tiempo la maximización de las posibilidades de diseño. Sin embargo, a nivel comercial, estas aplicaciones todavía no son comunes. En algunos casos cuando se presentan, resultan desarrollos muy complejos como para su estandarización o adaptación a otros espacios. Por todo lo anterior, del ejercicio llevado a cabo se desprende la necesidad de establecer una funcionalidad primaria que permita el desarrollo y adaptación posterior del sitema a las diferentes problemáticas que se puedan presentar en el ámbito de diseño dispuesto: ambientación y climatización. El mecanismo puede funcionar con múltiples diseños y no esta supeditado al formalismo de la superficie.
ESTUDIO DE CASO: TYLER SHORT El proyecto del estudiante, Tyler Short, presenta un estudio de caso ejemplar para el proyecto realizado. Las celosías cinéticas propuestas por él, se mueven en tres dimensiones para detectar la luz del sol desde cualquier ángulo. El mecanismo consiste de una polea compuesta, de lo estudiado se deduce, que el mismo puedo ser adaptado a otros sistemas de celocías o conjunto de superficies. Nuevamente, la formalidad de la superficie no es más relevante que el sistema que la compone.
"Este proyecto fue diseñado para ofrecer una solución cinética y mecánica a un problema que de otra manera sería casi imposible de resolver con componentes arquitectónicos estáticos: proporcionar sombra a través de una fachada del edificio, sol bajo del atardecer y las condiciones altas de sol del tarde"
PROTOTIPADO
MECANISMOS Las poleas se pueden utilizar para cambiar simplemente la dirección de una fuerza aplicada o para proporcionar una compensación de fuerza/distancia, además de un cambio de dirección, como se muestra en la Figura 1. Las poleas son muy flexibles, ya que utilizan cuerdas para transferir la fuerza en lugar de un objeto rígido como una tabla o una varilla. Las cuerdas se pueden enrutar a través de prácticamente cualquier camino, por esto son ideales para el sistema propuesto, donde se busca la adpaptación del mismo a más de una aplicación. Asimismo, las poleas son capaces de cambiar abruptamente direcciones en tres dimensiones sin consecuencias. por lo que habilitan la apertura y cerramiento del sistema en una sola función programada. Las cuerdas pueden adaptarse alrededor del eje de un motor y dejar pasar la cuerda sin interrumpir el motor para llevar a cabo la función.
FUERZA FIJACIÓN DE CUERDA
FUERZA CARGA
CARGA
POLEA FIJA / SENCILLA
POLEA MÓVIL / DOBLE
Consiste en una sola polea que está fija a algún lugar. No se obtiene en términos de Fuerza, pero cambiando el sentido de la fuerza hace más cómodo el levantamiento de cargas.
Es un conjunto de dos poleas, una trabaja de forma fija, mientras que la otra es móvil. La polea móvil dispone de un sistema armadura-gancho el cual le permite arrastrar la carga al mismo tiempo que se tira de la cuerda. La principal ventaja que posee el sistema de poleas dobles, es que el esfuerzo que se emplea para elevar la carga representa la mitad del que haría si utilizara una polea fija.
La fuerza que se debe hacer es igual al peso que se desea levantar (no hay ventaja mecánica).
POLEA COMPUESTA Lapolea compuesta es una donde la mitad de las poleas son fijas, mientras que la otra mitad son móviles. En este tipo de polea la fuerza que se debe hacer dependerá del número de poleas móviles que tenga el polipasto, por ejemplo, si se quiere elevar un peso de 80Kg, con un polipasto que tenga una polea móvil se necesitará una fuerza equivalente a 40kg, si el polipasto tiene dos poleas móviles la fuerza que se debe realizar es de 20kg. Por consiguiente es el tipo de polea utilizada como mecanismo para el prototipo propuesto. Por su capacidad de disminuir el peso de carga proporcionalmente a la cantidad de poleas empleadas, en un sistema real, esta polea sería capaz de dinamizar un superficie con el mínimo esfuerzo (fuerza de motor) posible, como visto en el estudio de caso realizado. Asimismo, capacita al sistema de funcionar en dos direcciones con el mismo movimiento.
VENTAJAS DE FUNCIONAMIENTO
L: carga (load) E:esfuerzo (effort)
A ventaja direccional B ventaja mecรกnica C ventaja direccional y mecรกnica D ventaja mecรกnica
COMBINACIร N DE SISTEMA SELECCIONADO
FUERZA CARGA
PRUEBAS DE PROTOTIPO
PROTOTIPO FINAL Capacidad Autoportante Posterior a las pruebas preliminares de prototipado, se concluye como principio fundamental del sistema, la capacidad autoportante de la superficie a emplear, de manera que se minimizen las articulaciones y partes de control necesarias para el funcionamiento homogéneo de la misma. Esto con el fin de conformar un sistema dinámico complejo en función pero al mismo tiempo mínimo en la cantidad de elementos necesarios para llevar a cabo las tareas. Control Se determina la necesidad de especializar una pieza de control para la transición de movimiento de apertura, dadas las características del sistema el desplazamiento genera cambios sustanciales
KIRIGAMI Con la premisa de la capacidad auoportante se analizan las diferentes propiedades de estructuras de este carรกcter, como por ejemplo el origami. Dentro de sus derivaciones y aplicaciones se define el kirigami como la superficie con mejor adaptabilidad y funcionamiento para el desplazamiento deseado. Un sistema de origami permite el doblez generando a la superficie una capacidad autoportante, el sistema de kirigami permite ademรกs el corte en funciรณn del doblez, habilitando un segunda capa funcional: la apertura.
DOBLEZ (ESTRUCTURA)
CORTE (APERTURA)
ROLES
Dia.14.0mm
6.0mm x10 Roles de aluminio fundido
ARTICULADORES
Dia.7.3mm
20.0mm x06 Tornillos Metalicos de Rosca Fina
RIELES
400.0mm 10.0mm 4.0mm
10.0mm
x12 Rieles en MDF
SUPERFICIE AFUERA ADENTRO
CIGÜEÑAL
35.3mm 70.0mm
20.0mm
8.0mm
23.0mm Cigüeñal De Rotación 8.0mm
Mecanismo Principal de Rotación
Rueda Principal De Rotación
PRESUPUESTO ROLES
500
X10
RIELES
N/A
X12
ARTICULADORES
N/A
X6
CIGÜEÑAL
N/A
X2
SUPERFICIE
250/ MIN
X10
5000
2500 7500
ENSAMBLE ARTICULACIONES
Pieza de refuerzo vertical MDF
95.0mm 15.0mm x2 Roles de Aluminio fundido
Tornillo Metalico de Rosca Fina 20.0mm
Fachada Kirigami en cart贸n de 1.2mm cortado a laser (ver detalle)
Ojetes pl谩sticos
Mecanismo Principal De Rotaci贸n x
Cuerda encerada de Nylon
x
x
Pieza de refuerzo vertical MDF
x
Ensamble de roles
Ensamble de roles Punto de anclaje
RESULTADO