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Aplicaciones Tecnológicas al Parque Cultural y Recreativo AmereidaSEÑA DE ORIENTACIÓN AUDITIVA

Carla Daniela Salinas Cortés

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

Escuela de Arquitectura y Diseño

Profesor Guía: Sr. Juan Carlos Jeldes Pontio

2012

Diseño Industrial

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A quienes estuvieron presente en este largo proceso, especialmente a mi familia por sus muestras de cariño y constante apoyo.

A Claudio Carreño estudiante de Ingenería Civil Electrónica ,perteneciente al Labsei de la Escuela de Ingenería Eléctríca, por su gran disposición y ayuda en el término de esta etapa.

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ÍNDICE

Prólogo Introducción

Aula extendida Antecedentes: Equipamiento Parque Amerida

Proyectos de Diseño de Equipamiento

Mediciones Insitu: Sistema de Percepción Visual Antecedentes Instrumento de Medición Pruebas de Legibilidad

Estudio de Potenciales Aplicaciones Tecnológicas : Tecnología led Iluminación led

Antecedentes: Energías Renovables

Coherencia Aplicaciones Tecnológicas :Energía Solar Introducción:La Energía Proveniente del Sol La Radiación Solar en la Tierra

Energía Fotovoltaica Efecto Fotovoltaico Celdas Solares Panel Solar Casos: Aplicaciones Energías Fotovoltaicas

Propuesta: Señaletica, Sonido y Acústica Principios:

1.Señaletica

2.El Sonido 3.La Acústica

Seña Auditiva Observación

Sistema de Orientación Auditiva Lugar y Mensaje La Forma Prototipo Final Planos Proceso Constructivo Especificaciones Técnicas Bibliografía Colofón

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101415

27282931

4546

49

515254

5759606571

79

808284

8789

9397102109114117129133134

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PRÓLOGO

En esta memoria de Diseño Industrial se recoge la experiencia de Carla Salinas en su taller de titulación.

La experiencia de Carla tiene tres momentos predefinidos curricularmente pero que a la vez tienen un marcado acento temático estudio individual, experiencia conformando un proyecto multidisciplinar y cierre con el desarrollo de un objeto.

Parte su primer momento con el estudio de los componentes necesarios para elaborar un sistema de señalización en la Ciudad Abierta de Amereida, considerando y enmarcándose en la continuidad de la investigación “Aula Extensiva” aplicada al parque Amereida; en esta etapa crea una metodología para definir parámetros de visualidad, contraste y lecturabilidad de elementos tipo señas escritas insertas en el paisaje.

El segundo momento es marcado por su integración al equipo de trabajo del proyecto “Alicanto”, caracterizado por ser un equipo pluridisciplinar de estudiantes universitarios que alcanzó el nivel de pre competitividad en el concurso “Atacama Solar Chalenge” para el desarrollo de un vehículo de propulsión eléctrica alimentado por energía solar, este proyecto no prosiguió principalmente por falta de financiamiento, pero el equipo de diseñadores, ayudados por los estudiantes de ingeniería electrónica, capitalizó su experiencia en el desarrollo de un pequeño robot capaz de moverse controlado remotamente y alimentarse por energía solar. Con esta experiencia como base, en el tercer y último pe-riodo, Carla toma una propuesta de equipamiento del parque Amereida y de Aula Extensiva: la Seña Auditiva.

Etapa de cierre que dado su estudio inicial así como su experiencia en Alicanto, se hace pertinente que en el cierre concreto y personal de su etapa de titulación, Carla, desarrolle un proyecto en donde quepa la aplicación de las tecnologías de generación solar de energía eléctrica, su almacenamiento y conversión en la operatividad de dispositivos electrónicos, en este sentido lo que le restó es la

reunión de forma, acústica, mensaje y propuesta de circuito in situ (a escala de parque) para la conformar este objeto que denominamos Seña Auditiva.

Seña Auditiva es un producto planteado y prototipado durante esta etapa de taller que puede tener un alto interés como elemento complementario o sustituto de sistemas de audio guías museográficas, aplicables en museos de sitio, parque y lugares que en general no tengan facilidad de alimentación eléctrica convencional en los cuales se quiera transmitir un mensaje sonoro sin la necesidad de la presencia de un guía. Básicamente este objeto es un elemento formalmente discreto al paisaje y que contiene un sistema convencional de reproducción sonora en formatos digitales (mp3) que se activa por sensores de proximidad y movimiento, su alimentación eléctrica está dada por baterías que acumulan la energía generadas desde un par de celdas solares ubicadas en la parte superior del objeto. Este objeto pudo concluir con el prototipo sin ser probado, con lo cual se abre la oportunidad de continuar con su desarrollo en el ámbito universitario.

En el contenido de esta carpeta se podrá tener lectura del total de la experiencia que esperamos abra en Carla oportunidades profesionales.

Juan Carlos JeldesProfesor guía

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Desde un comienzo el proceso de titulación tuvo presente el concepto del aula extendida y su aplicación en el Parque Amereida (Ciudad Abierta) a través del diseño de objetos como parte importante del equipamiento y aporte que estos mismos harán al desarrollo de este lugar como un aula al aire libre, destacando los valores naturales que posee y favoreciendo al aprendizaje de quienes visiten o sean parte de este lugar.

En una primera etapa el proceso de titulación se enfoca en estudios relacionados con proyectos anteriores y en cómo estos contribuyen a la creación del un aula extendida en el Parque Amereida. Luego y bajo esta misma línea se da curso a nuevas investigaciones que nos permitirán dar cabida a un proyecto que pretende facilitar el entendimiento de este mismo lugar, siempre con la idea de destacar el medio natural en que se encuentra.

Es con estos conceptos que se comienza a desarrollar una nueva etapa que tiene dentro de sus principales objetivos comprender la importancia y el aprovechamiento de energías renovables y sus diversas aplicaciones. De esta manera nos centramos en el estudio de la energía solar como una fuente de alimentación autónoma, la que nos permitirá incorporar diversas tecnologías las cuales darán la posibilidad de generar ciertas coordenadas en un determinado tiempo y espacio, para así crear un medio que oriente y guíe a quienes visiten el lugar.

Es así como se llega a la última parte del proceso de titulación, donde el contexto del aula extendida y los diversos estudios realizados nos dan la posibilidad de crear un “sistema de comunicación e interpretación auditiva”, un proyecto que nos permitió abarcar y abrir nuevos caminos donde diseño y tecnología se complementan satisfactoriamente, lo que se presenta a continuación es nada más que el proceso en que estos dos conceptos se integran como un solo elemento.

INTRODUCCIÓN

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AULA EXTENDIDA

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El “Aula Extendida” se refiere al lugar natural y extenso, que posee valor en el mismo, al cual se le equipa coherentemente para acoger actividades educacionales, turísticas y recreacionales, en contacto con el medio ambiente, en el cual los contenidos se pueden internalizar a través de experiencias recogidas desde el mismo lugar.

El aula extendida se relaciona directamente con los fundamentos de la “Escuela Activa”, que busca entre otros aspectos que el alumno experimente y desarrolle su aprendizaje fuera de la sala de clases.

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El proyecto Parque Amereida se inserta en los terrenos de la Ciudad Abierta en Ritoque. Este terreno posee una extensión de 270 hectáreas y está ubicada a 16 kms. al norte de Valparaíso. En la Ciudad Abierta existe un extenso campo dunario, un borde de playa de más de 3 kilómetros, y además en ella se sitúa el Humedal de Mantagua el que otorga una gran variedad de flora y fauna.1

El Humedal Mantagua, se compone de un sistema integrado por el estero Quintero y la laguna Mantagua los que cubren una superficie aproximada de 269 ha. La laguna y desembocadura destacan como lugar de residencia y migración de aves que se encuentra fuertemente amenazada por la actividad humana y la presencia de ganado mayor.

Bajo estos conceptos el Parque Amereida busca insertarse en el mundo de los Eco-Museos donde su fin principal es prestar servicios educacionales a la comunidad. Es en este punto donde se presenta la opor tunidad de desarrollar el concepto de Escuela Activa en un Aula Extendida (Parque Amereida).

De las necesidades que hoy en día se requieren en la educación se desprende inmediatamente la potencia de elaborar un proyecto, que tome la extensión natural del humedal de Mantagua, integrándole una infraestructura acorde a las necesidades que permitan el desarrollo de un Aula Extendida en esta zona, generando así servicios turísticos-educativos ambientales en la región.

1.http://www.amereida.cl/ciudad-abierta/lugar/

PARQUE AMEREIDA

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Con los antecedentes ya mencionados y bajo los conceptos del aula extendida, los eco-museos y la valoración del medio ambiente se pretende implementar el Parque Amereida con proyectos que alumnos de esta escuela han realizado y otros que están en proceso de realización.

EQUIPAMIENTO PARQUE AMEREIDAAntecedentes

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Una de las formas de introducir el proyecto Parque Amereida en el medio educativo es a través de la metodología de interpretación como un recurso significativo para el aprendizaje de los niños.

La metodología de la interpretación toma en cuenta los principios de la educación ambiental, que entre otros aspectos busca enseñar de manera masiva la relación del hombre con el medio ambiente. Así se puede definir interpretación como el idioma de la educación ambiental, con ella se busca traducir el lenguaje de la naturaleza a un leguaje común, buscando una relación directa entre la persona y lo que se interpreta a través de técnicas y elementos especiales de comunicación, para así dar un mensaje coherente, que provoque y estimule a las personas a entender su relación con el medio ambiente.

PROYECTOS DE DISEÑO DE EQUIPAMIENTO

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Antecedentes

El punto de partida de este proyecto centra sus estudios en las nuevas metodologías de la educación y como a través de ellas incorporar el diseño e implementar un aula fuera de la sala de clases.

FUNDAMENTO PROYECTO

Luego de realizar los diferentes estudios, este proyecto toma como base lo que sucede con los alumnos en los Parques Educativos de Chile y como estos a través de una experiencia lúdica ayudan al desarrollo de la educación fuera del aula. Para ello se analiza todo lo que gira entorno a al alumno al momento de tener contacto en un medio distinto a la sala de clases, como se comportan, se expresan, se mueven, que hacen al explorar, de que se apoyan y que necesitan para investigar, etc. A partir de la observación de estas experiencias, se rescata la importancia del cargar y guardar” al explorar. Con esto el proyecto empieza a tomar forma y se comienza distinguir como algo que se lleve en el cuerpo y que se adecue ael, que se transporte y que no interfiera en el desarrollo lúdico y educativo de los alumnos.

PROPUESTA FINAL

Finalmente se diseña una chaqueta fácil de transportar y usar, se adapta al cuerpo y sirve para guardar todo lo necesario para un día de exploración (croquera, lápiz, botellas, etc). Además es una chaqueta que se guarda en si misma, tiene un bolsillo que al terminar de usarla permite que esta se introduzca en el.

PROYECTO DISEÑO PARA EL APRENDIZAJE

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Proyecto Diseño para el Aprendizaje

Alumna:Rocío Herrera Ponce de León

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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Antecedentes

Este proyecto se basa en la metodología de la interpretación como herramienta significativa a la hora de disponer información, entregando un mensaje no convencional pero que a la vez permita que cualquier visitante piense en como interpretar el lugar que los rodea.El fin de la interpretación es dejar en el visitante un entendimiento de por qué y en qué sentido es importante ese lugar y los objetos que se exponen.

FUNDAMENTOS DEL PROYECTO

Luego de estudiar el Humedal de Mantagua , las diversas formas de aprendizaje y a partir de las distintas formas de disponer información en un lugar, es que se estudia la manera de entregar las herramientas al visitante para que este bajo su propia guía encuentre y desarrolle sus sentidos para lograr interpretar el lugar que lo rodea. Lo presente es relevante ya que se observa y se aprende relacionando la información dispuesta con lo que se puede experimentar en el mismo lugar.

PROPUESTA FINAL

Finalmente se construye un objeto el cual indica ciertos puntos de referencia en relación al lugar en que se ubica y al que además se le puede“vestir” con telas informativas, las que entregan al visitante la información necesaria para que puedan descubrir e interpretar el lugar en el que se encuentran

PROYECTO PANEL INTERPRETATIVO

Proyecto Panel Interpretativo

(Primeros prototipos a escala real)

Alumnas: Constanza Leiva

Jenny Kraudy

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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PROYECTO ESTRUCTURA DE APOYO DESPLEGABLE

Antecedentes

Este proyecto surge de la pregunta de cómo construir una pausa a medida que se recorre el parque y a partir de esto crear algo que logre distinguir la detención de un individuo en medio de la extensión.

FUNDAMENTO DEL PROYECTO

Como se menciona anteriormente este proyecto nace de la pregunta de cómo construir la pausa del recorrido, es así como se busca la forma que de la posibilidad de detenerse, y así es como desde el suelo se desprende un fragmento que pretende suspender el descanso y avistamiento, como también la de ubicar al visitante en medio de la extensión geográfica del lugar en que se encuentra.

PROPUESTA FINAL

La forma que adquiere este proyecto tiene como coordenada principal que lo que se construya tiene que ser un objeto a escala de parque.Es así como se construye una estructura de madera impregnada y terciado, escuadrado mediante piezas de hormigón, las cuales sirven como puntos de apoyo y ubicación geográfica, ya que en ellas se señalan los puntos cardinales.El apoyo toma importancia al aparecer como centro gravitante, ya que no se requiere de elementos que cimienten el objeto en el espacio, sino del uso del recurso gravitatorio para la ubicación de este objeto.Esta estructura tiene como base una cuadrícula, modulada por triángulos, que logra contrastar con las formas del parque, y así generar la distinción que construye la pausa en el recorrido.

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Proyecto Estructura de Apoyo Desplegable

Alumno:Pedro Pablo Chávarri Salazar

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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PROYECTO EL UMBRAL QUE CONSTRUYE EL LÍMITE

AntecedentesEste proyecto tiene como base el desarrollo de un aula extensiva en el parque y en la manera en que este territorio extenso se pueda cubrir, por lo que se centra en el estudio de los límites en un espacio abierto.

FUNDAMENTO PROYECTO

El proyecto se enfoca en los límites que de cierta manera ya están definiendo el lugar y es sobre estos donde nace la idea principal de este proyecto, que se enmarca en la construcción de un espacio que en una primera mirada aparezca como un límite y que luego, en la medida que una persona interactúe con el, este sea un elemento de juego, donde se tenga la posibilidad de ascender por el, elevarse desde el suelo y así contribuir a la observación del entorno natural.

PROPUESTA FINAL

La forma, como se menciona anteriormente, tiene que ver la creación de un límite, en donde la funcionalidad de este va más allá de ser un límite sino que también se pone énfasis en la manera que esta forma que “cierra” nos lleve a otra circunstancia (el juego).A partir de esta necesidad se construye una reja que se despliega en dos brazos en la cual se da la posibilidad de subirse a ella, elevarse desde el suelo y contemplar el paisaje.Cada pieza es especifica, con un volumen y altura que contenga a la persona. La medida de pilares es casi de 2 metros de altura. Cada una de estas piezas conforma una trama , ya que cada pilar al juntarse con otro va formando un conjunto de piezas que permiten leer un límite.

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Proyecto Estructura de Apoyo Desplegable

Alumno:Pedro Pablo Chávarri Salazar

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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Antecedentes

Este proyecto toma como base los conceptos del aula activa, pretendiendo aportar a través del diseño instrumentos que ayuden al desarrollo de la educación ambiental, como así mismo ser un aporte para la conservación y manejo sustentable para el sector costero de Mantagua.

FUNDAMENTO PROYECTO

Este proyecto surge de la pregunta de cómo a través de los objetos se puede potenciar el desarrollo del humedal y del parque, cómo hacer que las características esenciales de este lugar se puedan interpretar a través de uno o varios objetos dispuestos en el sector.A partir de esto se pretende generar un guía ausente, un auto guía. Que genere referencias claras, que ubique e identifique sectores, que tenga un rol limitador, controlado y acotado, para así generar una orientación clara a quien visite y recorra este ecosistema.

PROPUESTA FINAL

Antes de establecer la forma del proyecto es necesario hacer un estudio sobre elementos que indiquen orientación. Para esto se decide usar un reloj de sol el que es capaz de indicar transversalmente hora del día, época del año y orientación en el lugar , respecto a la sombra que este genera en su recorrido diurno.Teniendo el uso del reloj de sol y la idea sobre generar un guía ausente se pretenden generar formas que ayuden a la orientación visual del visitante, es así como se proponen 10 puntos que generan un circuito dentro de la Ciudad Abierta.Finalmente se crea una forma a partir de una sola pieza de zinc- alum, con pliegues que ayuden a estructurar la forma. Una vez construida se pinta de color rojo, para hacer esta forma una distinción dentro del entorno, y además se inserta a un elemento que le dará la función de orientación a través de recorrido del sol.

PROYECTO ARTICULACIÓN DE LA DINÁMICA PERIMETRAL

Proyecto Articulación de la Dinámica perimetral

Alumno:Daniela Ignacia Sánchez Alveal

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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PROYECTO ESCAÑO DE TRAMAS

Antecedentes

Este proyecto centra sus estudios en la contemplación de un recorrido y en como hacer de este una distinción de zonas lumínicas.

FUNDAMENTO DEL PROYECTO

Este proyecto tiene como fundamento el recorrer contemplativo, el que es definido como un recorrido de paso lento, donde la temporalidad en el espacio es la que define el acto. Y es en este recorrer donde aparece la extensión, su horizonte, sus texturas y sus luces.El lugar invita a este recorrer, sin embargo este acto requiere de un momento, de un lugar en la extensión que se distinga dentro del parque y que construya un espacio de reposo y recodo.

PROPUESTA FINAL

Se crea un escaño que genera el encuentro de la trama de las tres situaciones lumínicas del parque. Para ellos se construyen las líneas de cada trama tridimensionales, y se enlazan para que una misma línea pase por las tres luces; al existir muchas líneas se crea la trama que las contiene. Luego de varias pruebas se crea un escaño de terciado marinero, sobre la plancha de madera se dibujan líneas con doble curvatura que al ser cortadas finalmente darán forma al escaño.

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Proyecto Escaño de Tramas

Alumno:Valentina Valenzuela Buccolini

Profesor Guía: Juan Carlos Jeldes P.

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Luego de estudiar los propósitos del parque Amereida y algunos de los proyectos que para el se han desarrollado, se comienzan a desarrollar nuevas posibilidades de implentación para el parque, a través de señas que conecten un punto con otro creando un circuito que oriente al visitante, además de incorporar nuevas tecnologías en base a energías renovables. Para ello se realiza un estudio previo sobre la percepción visual de una seña (Ciudad Abierta) y posteriormente estudios sobre energía solar y sus aplicaciones.

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SISTEMA DE PERCEPCIÓN VISUALMediciones In Situ

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1m

10 m 15m 20 m

ANTECEDENTES

Distancia y altura

Para conseguir una buena señalización, es necesario tener en cuenta la distancia y altura que se encuentran los elementos respecto al ojo humano, teniendo en cuenta que las proporciones del ángulo de visión se hacen más amplias a medida que aumenta la distancia entre la persona y la señal que se ve.

Visión a corta distancia: el objeto se ubica a una distancia respecto al observador menor de 10 metros. Su altura respecto al suelo es entre 1,5 y 2,5 metros .

Visión a media distancia: En distancias entre los 10 y 15 metros, el tamaño de la señal no puede ser menor de 1 x 1 metros.

Visión a larga distancia: En distancias mayores a 15 metros (20metros) el elemento tiene que ser de un gran tamaño y en lo posible contar con iluminación para poder ser visto de noche. Su altura tiene referencia con el primer piso de un edificio.

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INTRUMENTO DE MEDICIÓN

Se trata de construir un sistema que sea capaz de medir visualmente tipografías a través de sus tamaños, colores, contrastes y ubicación espacial respecto a una persona. Para esto se desarrollan pruebas de legibilidad en Ciudad Abierta.

¿Cómo y con que se mide la legibilidad?

Las pruebas de legibilidad se hacen a través de un objeto que se regula en tres alturas, 1.80, 2 y 2.25 metros, cada una de estas alturas se miden en relación a tres distancias de 5, 10, y 15 metros. Todas estas medidas, tienen relación con la visibilidad de las señalizaciones del transito, las cuales poseen ciertos criterios de legibilidad adaptados para este estudio. Para realizar estas pruebas de legibilidad este objeto cuenta con una tipografía de diversos tamaños, se utilizan tres cuerpos de 350, 300 y 200. Además las tipografías van acompañadas de colores (primarios) donde se juega con el contraste de ambos elementos.

¿Qué mide este instrumento?

Este instrumento mide la percepción visual de una persona en relación a un objeto de señalización a determinada distancia. Para esto el uso de tipografías en distintos tamaños.

¿Donde se aplica?

Como se menciona el lugar de estudio es la Ciudad Abierta, y estas pruebas se harán en zonas donde se pueda observar el comportamiento del objeto y el lugar donde se sitúe y además de algunos lugares de acceso a los diferentes

puntos de la ciudad abierta. Para esto se seleccionan lugares que hagan las veces de fondo, como dunas, bosques, humedal y algunos senderos.

Con respecto a estas zonas.¿ que es lo que se mide?

Lo que se pretende es ver de que manera este objeto impacta en el medio, ver la relación ”figura y fondo” , si es que este se ve con total claridad, se confunde, etc. Todo esto se en relación a las tipografías y altura , que tamaño se ve mejor, con que color resaltan ms, con cual se pierde, etc.

¿A que horas se aplica?

Se escogen tres momentos, a medio día, durante la tarde y al atardecer.

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A B C a b c

D E F d e f

G H I g h i

JKL jkl

MNÑ mnñ

OPQ opq

1.80 m

A B C a b c

D E F d e f

G H I g h i

2 m2.25 m

5 m 15 m10 m

Color y tipografía Color y contaste

ROJO

AMARILLO

VERDE

AZUL

BLANCO

NEGRO

BLANCO

BLANCO

A B C a b c

D F G d f g

H I J h i j

K L M k l m

A B C a b c

D F G d f g

K L M k l m

H I J h i j

A B C a b c

D F G d f g

K L M k l m

H I J h i j

Relación Color-Tipografía

Instrumento de medición

Regular Bold

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Se realizan dos pruebas, la primeras en relación a figura y fondo, la segunda en lugares de acceso, durante la tarde y el atardecer.

PRUEBAS FIGURA Y FONDO

Estas pruebas se hacen durante 3 horas, entre las 11:30-14:30 aproximadamente, se hacen pruebas en tres zonas de la vega, con fondo de dunas, humedal y bosque. Cada una de estas pruebas se hacen con cada una de las alturas y distancias asignadas y con cada uno de los colores.

PRUEBAS DE LEGIBILIDAD

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a.1

a.2

a.3

a.1.1 a.1.2

a.2.2a.2.1

a.3.2a.3.1

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b.1b.1.1b.1.2

b.2b.2.1b.2.2

b.3.2 b.3.1 b.3

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c.1c.1.1c.1.2

c.2c.2.1c.2.3

c.3.2 c.3.1 c.3

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Pruebas Figura y Fondo Relación distancia/objeto-color

ZONA DUNAS

Con las dunas como fondo y la claridad del lugar, los colores que más resaltan son el azul y rojo, la luminosidad hace que el amarillo sea un poco molesto a la vista, donde sus letras negras se distinguen claramente, en los demás resalta tanto el color como las letras.Respecto a la distancia del objeto y su relación con el observador, se determina que las distancias a1,a2, a3 son legibles rápidamente, ya que con las demás a medida que la distancia aumenta la mirada primero privilegia el entorno y luego al objeto.

ZONA HUMEDAL

La legibilidad del elemento es óptima con los tres colores, sin embargo el color rojo es uno de los de mayor contraste respecto al fondo por lo tanto las letras aparecen con más fuerza y se leen de inmediato. En tanto el color amarillo tiene menor contraste en relación al fondo, pese a esto el color de sus letras resalta sobre el fondo (amarillo) por lo que se distinguen y son legibles rápidamente y en todas sus distancias. El color azul se sitúa en la misma línea del fondo pero a pesar de esto su tipografía destaca de igual manera en todas las distancias.

ZONA BOSQUES En esta zona los tres colores cumplen su objetivo y se distinguen perfectamente del fondo, al ser este más oscuro estos se pueden ver antes que el lugar aparezca como fondo, y aunque el observador se encuentre en diferentes puntos, la mirada se enfoca hacia el objeto y luego hacia el total del lugar.

RESULTADOS

De las tres pruebas la que obtiene mejores resultados es la realizada en la zona bosques, ya que al tener menos luz de fondo el objeto se distingue y se lee facilmente, si se comparan las imágenes c.1-c.2- c.3 (a 5 metros del observador) con c1.1.2-c2.1.2- c1.3.2 ( a 15 metros del observador), no varía la intensidad del objeto en el lugar, siempre destaca sobre el, y esto ocurre con todos los colores, en todas sus diatncias y alturas.Distinto es lo que ocurre con las dos pruebas restantes, aunque el objeto siempre es legible, los colores no contrastan con tanta intensidad respecto al fondo, por lo que siempre la mejor distancia entre este y el observador es la mas cortas, es decir a 5 metros uno del otro, ya que en esta la mirada se concentra en el objeto y no en el lugar, un ejemplo claro es lo que ocurre con la imágen b.3.2 (15 metrso),el objeto se vuelve parte del fondo.

Pruebas de legibilidad/Tabla comparativa

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En estas pruebas, se hace uso de los tres colores y a la altura de 1.80 metros y ubicando al observador en las tres distancias respectivas. Estas pruebas se hacen a la entrada del taller de prototipos y la otra se hace entre la Hospedería de los Diseños y camino que da hacía las Torres de Agua.

PRUEBAS EN LA TARDE

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d.1.2d.1.1d.1

d.2.2d.2.1d.2

d.3 d.3.1 d.3.2

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e.1e.1.1e.1.2

e.2e.2.1e.2.2

e.3.2 e.3.1 e.3

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Pruebas en la tarde Relación distancia/objeto-color

ZONA TALLER

En esta zona el objeto recibe una luz frontal,provocando que colores adquieran más brillo que contraste en relación al entorno.Por lo tanto la visibilidad hacia ellos se vuelve más incómoda, sobre todo en el caso del color amarillo.En tanto entre el observador y su respectiva ubicación la legibilidad es buena en todos los puntos en que se observa, sin embargo y debido al brillo que se genera en el objeto, la más clara es la de menor distancia, es decir d.1,d.2 y d.3, es aquí donde la vista se enfoca directo hacia lo que se lee.

ZONA SENDERO

Nuevamente el objeto se enfrenta a un lugar con un fondo más oscuro lo que genera un buen contraste entre ambos, y al igual que en las pruebas anteriores este logra que la atención sea inmediata hacia el obejeto y no hacia el lugar que lo rodea.Respecto a las distancias, en las tres se aprecia una buena lectura, ya que una vez más el lugar y la

cantidad de luz que hay en este favorecen la legibilidad del obejeto.

RESULTADOS

Si bien en estas pruebas el principal objetivo no era medir la relacion obejto-fondo, si no más bien ver su relación con el tipo de luz que se presenta a esa hora, este reaparece con la misma importancia que las pruebas anteriores, y sus resultados son muy similares.Un ejemplo claro ocurre en la zona sendero , ya que al ubicar el objeto en un lugar sombrío, pero con un entorno iluminado, este se impone ante su entorno y de esta manera las tipografías se distinguen claramente.En tanto en la zona taller, se puede ver que la relación entre la luz frontal y el lugar en que se ubica el obeto son menos favorables a la vista y por ende la distinción de este va de la mano con la cercania entre el observador y el objeto.

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Estas pruebas se hacen en lugares que conducen hacia la vega, el objeto se sitúa en tres partes del camino que conduce a la vega a una altura de 1.80 metros. En estos puntos se pretende ver como influye la disminución de la luz en el objeto, tanto frontal como a contra luz y el grado de visibilidad a medida que el observador se acerca a el .

PRUEBAS AL ATARDECER/SENDEROS

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f.1 f.1.1 f.1.2

f.2 f.2.1 f.2.1

f.3.1 f.3.1 f.3

42

g.1.2 g.1.1 g.1

g.2.2 g.2.1 g.2

g.3 g.3.1 g.3.2

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Pruebas Atardecer/Senderos Relación distancia/objeto-color

ZONA SENDEROS A CONTRA

LUZ

A contra luz los colores rojo y azul se destacan pero con un menor grado de contraste que en las pruebas anteriores, sin embargo en estos dos casos es la tipografía la que resalta, sobre todo a corta distancia, se leen mejor ya que al no existir tanto contraste entre color y fondo, estas se distinguen por encima de ellos, lo contrario ocurre a medida que el observador se aleja, la luz es molesta a la vista y por lo tanto la visibilidad y legibilidad del objeto se dificultan.El color amarillo es el que mejor se lee en todas las distancias, pero su tipografía no es de gran distinción por sobre las otras.

ZONA SENDEROS LUZ

FRONTAL

En los senderos, los colores siguen generando un buen contraste, pero a medida que baja la luz el color azul es el que más se va perdiendo y al igual que en el caso anterior es el color blanco de las letras el que aparece con mayor claridad. La visión a corta distancia sigue siendo la que mejor se lee.

RESULTADOSCon la luz del atardecer se puede observar que los colores empiezan a perder contraste respecto al fondo, sobre todo el rojo y azul, sin embargo la legibilidad del objeto sigue siendo óptima ya que el blanco de la tipografía se ilumina ante un fondo mas ocuro y lee con mayor nitidez.Entre el observador y el objeto la mejor lectura se produce a 5 metros uno del otro, en las otras distancias la luz empieza a influir en la legibilidad del objeto.

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CONCLUSIÓN

Luego de realizadas las pruebas se establece que la altura mas adecuada es 1.80 metros, debido que es un altura en la que a una corta distancia, el observador puede tener una visión clara y cómoda hacia lo que se está mostrando y lo que interesa del objeto se puede leer con claridad. Con respecto a las distancias, la que se sitúa en los 5 metros es las más adecuada para quien observa, ya que la mirada se centra en el objeto y no en el entorno, aunque la legibilidad es buena en todos los casos.

Con respecto a los colores se puede concluir que los más adecuados son el rojo y el azul ya que en la mayoría de los lugares en que se hicieron las pruebas estos presentaron un buen contraste respecto al fondo e iluminación del lugar.En tanto el color amarillo resalta más en un fondo más oscuro (bosque) pero suele perderse en espacios más claros y en ocaciones ser molesto a la vista, además en relación a lo estudiado anteriormente el amarillo se usa más con fines de alerta o prevención más que con fines indicativos.

En relación a los lugares elegidos para efectuar cada prueba, cabe destacar que en la mayoría de ellas es el esapacio (fondo) donde se ubica el objeto el que incide directamente en la legibilidad de este, ya que dependiendo del lugar es mayor o menor el contraste que se tiene con el elemento y sus tipografías, y por ende una mejor legibilidad.Es por ello que se puede concluir que el mejor lugar para enfrentarse a un objeto informativo y/o indicativo con luz natural y a una distancia relativamente larga entre este y el observador, es o son las zonas donde se presenta un espacio con un fondo mas denso y mas oscuro que el mismo elemento, ya que de este manera el espacio por muy grande que sea encierra al objeto, genera un buen contraste y la mirada solo se centra en el objeto y no se pierde en la claridad y amplitud del lugar, como si ocurre en otros casos donde el fondo tiene más luz.

f.2e.3

c.1

c.2

c.3

e.1

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TECNOLOGÍA LEDEstudio de Potenciales Aplicaciones Tecnológicas

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ILUMINACIÓN LED

Dentro de las nuevas tecnologías de iluminación y que además suele complementarse con la energía obtenida mediante paneles fotovoltaicos, se encuentra la iluminación LED.

El LED es un diodo emisor de luz, el que consiste en un dispositivo que en su interior contiene un material semiconductor que al aplicarle una pequeña corriente eléctrica produce luz, son básicamente lámparas de estado sólido, o sea sin filamento ni gas inerte que lo rodee, ni cápsula de vidrio que lo recubra. La luz emitida por este dispositivo es de un determinado color que no produce calor, por lo tanto, no se presenta aumento de temperatura como si ocurre con muchos de los dispositivos comunes emisores de luz.

El color que adquiera la luz emitida por este dispositivo dependerá de los materiales utilizados en la fabricación de este. En realidad dependerá del material semiconductor, que dará una luz que puede ir entre el ultravioleta y el infrarrojo, incluyendo en el medio toda la gama de colores visibles al ojo humano. Los LED que emiten luz infrarroja son denominados IRED, diodo emisor de luz infrarroja.

FUNCIONAMIENTO DE UN LED

Interior de un LED

Los LEDs son diodos especiales que emiten luz cuando se les conecta a un circuito. Encapsulado en una pequeña cúpula de resina de color claro (aunque puede ser oscura) se encuentra el corazón del LED, el chip semiconductor. En el caso de los LEDs, el material conductor es en la mayoría de las veces de aluminio-galioLos dos cables que se extienden bajo la cubierta de resina, o bombilla, indican el modo en que el LED debe conectarse al circuito. El cable correspondiente al lado negativo de un LED se distingue por dos rasgos: sale del interior del lado plano inferior de la bombilla (el positivo sale desde el borde) y su extensión es más corta que la del cable positivo. El polo negativo debe conectarse al terminal

negativo de una batería. Los LEDs operan a voltajes relativamente bajos, entre 1 y 4 voltios, y conducen corrientes entre 10 y 40 miliamperios. Si se aplican voltajes o corrientes por encima de estos valores, el chip del LED se puede derretir. La parte más importante de un LED es el chip semiconductor ubicado en el centro de la bombilla. El chip tiene dos regiones separadas por un empalme. La región p está dominada por las cargas eléctricas positivas, mientras que en la región n dominan las negativas. El empalme actúa como una frontera para los electrones entre las regiones n y p. Solo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip semiconductor, logra fluir la corriente, y es entonces cuando los electrones cruzan el empalme y llegan a la región p. En ausencia de una diferencia de potencial eléctrica (voltaje) lo bastante grande, llegando a través de los polos del LED, el empalme actúa como una barrera para el flujo de electrones.

Emisión de luz y color

Cuando se aplica al chip un voltaje suficiente mediante los polos del LED, los electrones pueden moverse con facilidad en solo una dirección a través del empalme entre las regiones p y n. En la región p existen muchas más cargas positivas que negativas. En la región n los electrones son más numerosos que las cargas eléctricas positivas. Al aplicarse un voltaje suficiente, la co- rriente empieza a fluir, los electrones de la región n adquieren suficiente energía como para moverse a través del empalme hacia la región p. Una vez que los electrones llegan a la región p son atraídos inmediatamente por las cargas positivas debido a las mutuas fuerzas de atracción entre partículas con carga opuesta. Cuando un electrón pasa lo suficientemente cerca de una carga positiva de la región p, las dos cargas se “recombinan”.

Cada vez que un electrón se recombine con una carga positiva, la energía potencial eléctrica se convierte en energía electromagnética. Por cada recombinación de una carga negativa y positiva, se emite un cuanto de energía electromagnética, en forma de fotón lumínico, con una frecuencia característica del material semiconductor (normalmente una combinación de los elementos

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químicos: galio, arsénico y fósforo). Cada material emite fotones únicamente en un rango de frecuencia muy estrecho. Los diodos que emiten luces de colores distintos están realizados con otros materiales semiconductores y requieren diferentes energías para iluminarse.

Modo de conexión

Para que un LED o varios LEDs iluminen de forma continua estos deben estar polarizados, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentación conectado al ánodo y el polo negativo conectado al cátodo. Dependiendo del color, funcionan entre 2.0 y 3.6 volts y consumen alrededor de 22 a 30 miliamperes. Se pueden conectar usando una resistencia de 1/4 watt. Al conectar más de un LED se requiere de un regulador de voltaje para facilitar el tipo de conexión y su buen funcionamiento. Además, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no exceda los límites admisibles, lo que dañaría irreversiblemente al led.

Ventajas de los Led

Bajo consumo, del 2 al 10 % de su similar con lámparas incandescentes Mínima pérdida de energía en calorAlta resistencia a vibraciones e impactos Larga vida útil , que implica una fuerte reducción en costos de mantenimiento y reemplazo. LED tiene la capacidad de mantenerse encendido por 50.000 horas, es decir, por 6 años en continuo.Adaptabilidad, los LED pueden trabajar montados en todo tipo de superficiesFuncionamiento fiable a bajas temperaturas (-30°C) Tamaño reducido, que permiten diseñar soluciones de iluminación que se pueden adaptar a distintos espaciosElevada saturación de color No le afecta la frecuencia de apagados/encendidos Luz instantáneaSus residuos no son contaminantesAmplia gama de colores

Consumo Energético

Los LED pueden considerarse un producto favorable al entorno debido a su escaso o reducido consumo energético. Si una bombilla tradicional tan sólo convierte en energía lumínica un 20% del total de energía que consume (el resto es calor en un 80%), los LED convierten en luz el 90% de la energía que consumen, siendo tan sólo calor el 10%. Ello supone que la cantidad de e-nergía necesaria para producir la misma cantidad de luz es mucho menor. Por ejemplo, una linterna convencional, tras 32 minutos de uso presenta solo el 50% de su potencia y tras 6 horas pierde completamente su capacidad lumínica, mientras que a una linterna con LED esto solo le ocurre tras varios días de uso, generando un ahorro económico de inmediato. En caso de utilización interrumpida los LED tienen una vida útil de unos 11 años, por lo que ya no son necesarios los repuestos, en comparación con las lámparas convencionales que solo garantizan un uso de 60 horas. Además el LED es resistente a los golpes. El cristal no brilla como un filamento, se encuentra dentro de una lente de plástico transparente (sin cristal), por lo que puede dejarse caer, tirarse o pasar por encima con el coche sin dañarlo.

El uso de LED en iluminación, reduce las emisiones de CO2 a la atmósfera, ya que hace falta producir menos energía eléctrica frente al uso y consumo energético de las bombillas tradicionales con filamentos.

El uso de LEDs puede suponer reducir a la mitad, en un 1/3 y hasta a 1/10 el consumo eléctrico destinado a iluminación de un hogar medio, disfrutando a la vez de mayores prestaciones que ofrecen los LEDs, como la posibilidad de crear distintos ambientes y efectos de luz para cada momento, según gustemos, gracias a la posibilidad de incorporar luminarias con cambio de color, intensidad, etc.

Color y luz

Los LED emiten luz difusa, aportando numerosas ventajas a un alcance de diez metros. De este modo, los espacios se iluminan de forma más homogénea, así

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no se producen bruscos cambios de iluminación, ayudando a una mejor percepción del espacio y detalles. La luz que generan es azulada, con lo que la visión nocturna se ve menos afectada que con la iluminación tradicional .Al parecerse tanto a la luz solar, si se proyecta contra una pared a la luz del día podrá comprobarse que no parece tan potente como una clásica luz amarilla. En cambio, haciendo la prueba en la oscuridad es donde realmente se aprecia la gran diferencia lumínica.

APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA LED

Como se menciona anteriormente el uso de LED se complementa con la energía solar, así por ejemplo se encuentran luminarias o postes solares y focos para el exterior, también existen lámparas para el hogar , linternas, iluminación de vehículos, alumbrado público y semáforos, iluminación arquitectónica, publicitaria y decorativa, pantallas electrónicas, etc . En el uso de IRED se encuentran aparatos de uso cotidiano, como en equipos de sonido y todo tipo de controles remoto.

panel solar fotovoltaico

foco con diodos de alta calidad

LED

caja de batraias

Poste solar con panel solar y foco en base a LEDs

Poste solar con panel solar con lu-minaria de bajo consumo

placa solar

baterias(interior)

leds

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ENERGÍAS RENOVABLESAntecedentes

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Las energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana: solar, eólica, hidráulica, biomasa y geotérmica. Las energías renovables son fuentes de abastecimiento energético que respetan el medio ambiente, lo que no significa que en ocasiones causen efectos negativos sobre el entorno, los cuales son infinitamente menores si los comparamos con los impactos ambientales de las energías convencionales (combustibles fósiles: petróleo, gas y carbón; energía nuclear, etc.) y además son casi siempre reversibles.

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ENERGÍA SOLARCoherencia Aplicaciones Tecnológicas

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LA ENERGÍA PROVENIENTE DEL SOL

La energía solar que recibe la Tierra, hoy en día se considera como una fuente importante de energías limpias y renovables (utiliza ciclos naturales para producir energía: movimiento del agua, el viento, etc.), y una de sus principales característica es que no produce residuos tóxicos y su mantenimiento es sencillo ya que no depende de un suministro eléctrico. Ésta se transmite a través de las ondas electromagnéticas presentes en los rayos de sol, las cuales son generadas en forma continua y emitidas permanentemente al espacio, parte de ella llega a la Tierra, y alrededor del 70% es absorbida por la atmósfera, la tierra y por los océanos. El otro 30% es reflejado por la atmósfera de regreso al espacio.

Este tipo de energía puede aprovecharse de manera útil por el hombre a través de distintos sistemas de captación y conversión de ella, uno de ellos es mediante paneles solares formados por celdas fotovoltaicas que transforman la energía lumínica del sol en energía eléctrica a través del efecto fotovoltaico.

Introducción

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SOL

19% de la energía es absorvida por el ozono, vapor, polvo

4% energía absorbida por las nubes

8% de la energía dispersa en la atmósfera

17% de la energía es reflejada por las nubes

6% de la energía es reflejada por la superficie de la Tierra

46% de la energía es absorbida por la Tierra

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LA RADIACIÓN SOLAR EN LA TIERRA

Se entiende por radiación solar al grupo de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol, las que llegan a través de ondas en diferentes frecuencias, pero solo la mitad de estas pueden ser detectadas por el ojo humano y es conocida como luz visible, el resto comprende las ondas infrarrojas y ultravioletas.

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La zona norte del país es considerada una de las seis zonas que recibe gran cantidad de radiación solar .Destacan sobre todo las zonas aledañas al desierto de Atacama, ya que son muy propicias para la generación de energías renovables

Santiago

KW/m2

1900-2200

1700-1900

1500-1700

1300-1500

1000-1300

900-1000

Nivel de radiación Bajo

Nivel de radiación Moderado

Nivel de radiación Alto

Nivel de radiación Muy Alto

En Chile, cada metro cuadrado recibe de norte a sur entre 2200 y 900 KW//h de energía al año

La atmósfera posee una serie de partículas que atenúan la radiación solar, sin embargo en el norte del país estas condiciones son distintas por lo general no hay nubes ni humedad y sobre todo hay cielos muy limpios

Nivel de radiación Muy Bajo

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Una vez que la radiación llega a la tierra y penetra la atmosfera, se pueden distinguir los siguientes tipos:

Radiación DirectaEsta se caracteriza porque llega directamente desde el sol hacia un punto determinado, los rayos solares no se difuminan o se desvían a su paso por la atmósfera terrestre.

Radiación DifusaEste tipo de radiación se refiere a que una parte de ella al pasar por la atmosfera es reflejada o absorbida por las nubes y por muchos otros factores (montañas, edificios, el suelo, etc.),por lo que difumina o desvía los rayos solares, y no logran tener una dirección directa.

42% de la la energía que llega a través de la radiación solar corresponde a la luz visible y se puede descomponer en radiaciones monocolores que van del violeta al rojo.

49% del total de la energia que emiten los rayos del sol corresponde a la radiación infraroja, esta no es percibida por las personas. Tiene poca energía y solo produce agitación térmica, es decir, calienta.

9% de la radiación solar que llega a la tierra corresponde a la radiación ultravioleta, esta tampoco es percibida por las personas. Es una radiación que tiene mucha energía y, por tanto, produce la rotura de los enlaces químicos y la desorganización de las moléculas.

Radiación Reflejada o AlbedoEsta radiación es aquella reflejada por la superficie terrestre. Los rayos solares pueden ser desviados por factores atmosféricos y también por reflexiones a causa de superficies planas. Un claro ejemplo es la reflexión que se produce en la nieve y sobre el agua del mar.

Radiación Global Corresponde simplemente a la suma de las tres radiaciones anteriores dadas.

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ENERGÍA FOTOVOLTAICA

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Dentro de la energía solar existen dos tipos importantes y más usados, la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica.La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la energía calorífica del sol en la vida de los seres humanos.Se puede usar a nivel doméstico e industrial, generalmente para generar agua caliente o para calefacción. Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.

La energía solar fotovoltaica en tanto, se basa en captar la energía solar, la cual mediante unos dispositivos llamados celdas solares transforman la energía solar en energía eléctrica. Es en base a este tipo de energía que se centra el estudio que se desarrolla a continuación.

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Una celda fotovoltaica tiene como función primordial convertir la energía captada por el sol en electricidad a un nivel atómico. Estas celdas están construidas por una capa delgada de un material semiconductor (silicio), el que capta la radiación y hace posible el efecto fotovoltaico, es decir los fotones de luz son absorbidos para luego irradiar electrones; provocando un salto de electrones, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.El proceso de conversión de energía comienza cuando los rayos del sol chocan y son captados por las dos placas de silicio, u otro material conductor, uno de los cuales actúa con carga negativa del tipo “n” y el otro con carga positiva del tipo “p”. Una vez que los rayos son captados estos ionizan los átomos del silicio de las placas separando así las cargas positivas de las cargas negativas (electrones). Mientras las cargas positivas se desplazan hacia el terminal positivo los electrones se desplazan hacia el negativo. Al atraerse naturalmente las cargas, son forzadas a desplazarse hacia el terminal opuesto a través del conductor que une ambas placas, generando así la generación de un ciclo continuo de generación de electricidad.

EFECTO FOTOVOLTAICO

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Dentro de un sistema solar las celdas fotovoltaicas son su principal componente, sin ellas no se podría contar con paneles o cualquier otro dispositivo que funcione con esta energía, ya que su función principal es convertir la energía captada por el sol en electricidad, estas celdas cuentan con una propiedad conocida como el efecto fotoeléctrico que actúa cuando los fotones de luz son absorbidos para luego irradiar electrones; cuando estos electrones libres son capturados el resultado que obtenemos es una corriente eléctrica que luego, mediante su conversión, es empleada como electricidad.

En 1839 un físico francés Edmundo Bequerel, fue quien notó que ciertos materiales producían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando los mismos eran expuestos hacia la luz, de esta manera nación el principio del aprovechamiento de la energía solar.Luego en 1883 Charles Fritts construye la primera celda solar con una eficiencia del 1%. Esta fue construida utilizando como semiconductor el Selenio con una muy delgada capa de oro.

Pero su alto costo hizo significó tuviese usos diferentes a la generación de electricidad. Las aplicaciones de la celda de Selenio fueron para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.

La celda de Silicio que hoy día se utilizan proviene de la patente del inventor norteamericano Russell Ohl. Fue construida en 1940 y patentada en 1946. Luego en 1954 los Laboratios Bells. crearon el primer módulo fotovoltaico apareciendo allí las primeras celdas fotovoltaicas, pero debido a su alto costo esta producción decayó hasta 1960, fue entonces cuando la industria espacial comenzó a hacer uso de esta tecnología para conseguir energía eléctrica y distribuirlas a bordo de sus naves; fue gracias a estos programas espaciales que los científicos y técnicos pusieron énfasis en la energía solar y sus beneficios.

CELDAS SOLARES

Panel solar fotovoltaico de Laboratorios Bells,se utiliza en una primera prueba en 1955 en Americus, Georgia

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ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA CELDA SOLAR

Una celda solar de silicio generalmente está compuesta por una parte superior e inferior, en ambas partes poseen contactos eléctricos (metálicos) que sirven para captar la radiación que incide sobre ellas, el diseño de los contactos superiores tiene que ver con el paso de luz y lograr maximizar la conductividad eléctrica de estos. Para un mejor desempeño a las celdas solares se le agrega una capa de material antirreflectante y otra de vidrio para su protección.

CONTACTOS

En una celda solar los contactos eléctricos son el puente de conexión entre el material semiconductor y la carga eléctrica externa.En la parte trasera de la celda, la que no recibe los rayos solares directamente, se ubican los contactos positivos, estos generalmente consisten en una capa de metal de aluminio o molibdeno, cubriendo completamente este lado de la celda.La parte superior en tanto, por donde los rayos solares inciden directamente, tiene un poco mas de complejidad, con el fin de captar más corriente se debe poner una “rejilla” de tiras o “dedos” de metal, el poner esta rejilla sobre la celda se deben reducir al máximo los efectos que ensombrecen la superficie, ya que de no ser así estas provocarían sombra afectando considerablemente la eficiencia de la celda.

Al poner la rejilla en contacto con la celda solar, pueden existir pérdidas en la resistencia eléctrica, para esto el diseño de la rejilla debe contar con muchos “dedos” finos ,con baja resistencia para conducir la luz y a la vez no bloquear la cantidad de luz que entra, dispuestos sobre toda la superficie de la celda. Una buena rejilla mantiene pérdidas de la resistencia bajas, mientras que ensombrece solamente cerca de 3% a 5% de la superficie de la celda.

ANTIRREFLECTANTE

Para mejorar la eficiencia en la captación de energía de las celdas solares, es necesario reducir al mínimo la cantidad de luz reflejada, debido a que el silicio es un material gris brillante que puede actuar como un espejo reflejando hasta más de un 30% de la energía que incide sobre las celdas. Es por esto que se debe utilizar un antirreflectante de modo que las celdas puedan capturar tanta luz como sea posible .Este material antirreflectante puede ser de una delgada capa de monóxido de silicio, ya que una sola de estas capas reduce cerca del 10% de la reflexión y una segunda puede bajarla hasta menos del 4%.

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capa antirreflectante

rayos solares

cubierta de vidrio

adhesivo transparente

contacto delantero

contacto posteriorsemi conductor tipo p

semi conductor tipo n

corriente

luz

rejilla de contacto

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FABRICACIÓN DE UNA CELDA SOLAR

El proceso de fabricación de una celda solar tiene como primer paso la cristalización del sillico, este es sometido a un proceso de lavado y luego decapado, con este último se consigue la desoxidación del óxido de silicio, este proceso se realiza en un horno de arco eléctrico utilizando carbón como elemento reductor del óxido de silicio y obteniéndose silicio bruto el cual tiene una pureza del orden del 99%, con esto se consigue que los lingotes con los que se fabricaran las obleas sean de buena calidad.

El siguiente paso es la obtención del silicio purificado, este consta de la purificación del silicio y de la separación de las impurezas que contiene el silicio en su estado bruto, para esto se separaran las impurezas por destilación, en una torre de destilación.

Luego para la cristalización del silicio se usa un horno de inducción donde se mete un cubo que contiene el silicio solar purificado en forma líquida a unos 1.600 ºC y en el horno de inducción se controla la temperatura del silicio líquido de forma que se forme una superficie de cristalización que avanza de abajo hacia arriba del cubo y va solidificando el silicio y por lo tanto cristalizándose. La cristalización se produce a una baja velocidad de 1 cm/hora y se usan generalmente cubos de 70 x 70 cm de lado y una altura de 30 cm. Cuando se obtiene el silicio cristalizado y luego de enfriarse se realiza el corte en forma de lingotes de 15 x 15 cm de lado y 30 cm de largo aproximadamente. El siguiente paso es cortar los lingotes en forma de obleas planas, para esto se utiliza una maquina llamada cierra de hilos, cuyos hilos están hechos de polvo de diamante. Este corte se realiza a temperatura ambiente, ya que el corte a altas temperaturas del silicio puede generar pérdidas de rendimiento de las células solares. Para eliminar la suciedad de las obleas el corte se realiza con una pasta abrasiva, la que generalmente se encarga de pulir el material.

Después de cortar las obleas, viene un proceso de lavado preliminar para sacar los restos de pasta abrasiva, posteriormente viene el lavado final que consiste en una serie de procesos químicos y de ultra sonido para dar la limpieza final de las obleas.

Luego de esto las obleas son sometidas a una serie de procesos para la fabricación de las células solares, cada proceso mejora la eficiencia final de la celda, y cada uno de ellos depende de la aplicación que el propio fabricante le de a la celda.

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Por lo general las celdas que hoy en día se comercializan poseen un tamaño de 156 x 156 mm. este es un tamaño estándar en el proceso de fabricación, celdas con menor área son difíciles de conseguir en el mercado. Una opción para disminuir su tamaño es cortándolas, pero esto significa un riesgo, ya que

CELDA SOLAR ENCAPUSLADA

las celdas son muy frágiles y cortándolas se pueden estropear gran cantidad de ellas.Cabe destacar que en algunos casos las celdas vienen encapsuladas, es decir selladas para que no tengan contacto con el aire.

vidrio templadoeste tipo de vidrio es sometido a un calentamiento seguido de un enfriamiento rápido, lo que aumenta la resistencia a los agentes térmicos y mecánicos, y en caso de rotura, se fragmenta en trozos pequeños.

goma e.v.aetileno vinil acetatoes un polímero termoplástico que se usa como encapsulante de las celdas, evitan el contacto de estas con el aire y humedad.

tedlarfloruro de poliviniloEs la capa que sigue a la goma e.v.a, dependiendo del fabricante y según estime conveniente puede ir por encima y debajo, estas lámina protegen a las células fotovoltaicas de los efectos degradantes de la radiación ultravioleta y además sirve como aislante eléctrico.

celda solar

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sello de goma

vidrio

goma e.v.a

celdas solares

goma e.v.a

tedlar

sello de goma

soporte estructura de aluminioAsegura rigidez y estabilidad al panel.El material debe ser resistente a la co-rrosión , para esto los mejores resultados son los obtenidos con acero galvanizado y aluminio anodizado.

gomaeste material une todas las capas que componen el panel solar, además de protegerlas del contacto directo con el marco de metal u otro que haga las veces de soporte.

vidrio templado El vidrio es sometido a un calentamiento seguido de un enfriamiento rápido, así aumenta su resistencia a los agentes térmicos y mecánicos, y en caso de rotura se fragmenta en trozos pequeños.

etileno vinil acetato Es un polímero termoplástico que se usa pra encapsular las celdas formando el núcleo fotovoltaico del panel, estos evitan que las celdas entren en contacto con el aire o la humedad

floruro de polivinilo PVFEl tedlar es una marca comercial.Luego de la goma e.v.a se pone una lámina de este material con el fin de proteger las celdas de efectos degradantes de la radiación ultravioleta y además sirve como aislante eléctrico.

PANEL SOLAR

Un panel solar está compuesto por varias celdas fotovoltaicas, y la interconexión de dos o más paneles se conoce como un arreglo solar.

La energía que ellos captan puede ser utilizada por distintos aparatos eléctricos.

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bornas de conexionsitudas en la parte posterior del panel bus de interconexión

de las celdas

conexión asociación en serie de las celdas

borna de conexiónterminales de metal que se emplean para la conexión de los hilos conductores.

Materiales para armar un panel solar

Celdas solares conectadas en serieCautín y estañoSuperficie rigida (marco: alumino, madera, etc.)Pegamento para fijar las celdas a la superficie (silicona, cinta doble contacto)

interconexión de las celdas

Celda fotovoltaica (promedio)Potencia (Watts): 1.65 Wp Voltaje promedio (Volts): 0.5 Corriente Promedio (Amps): 3.3 Peso: 6 gramos Espesor: 0.2 mmDimensiones exactas:150 mm por 150 mm

Para armar un panel solar, primero se debe entender el concepto de conexión en serie y conexión en paralelo al momento de conectar las celdas solares entre si. Al realizar una conexión en serie se debe considerar que los polos positivos de la primera celda solar van conectados a los polos negativos de la siguiente celda, este tipo de conexión se realiza para sumar voltaje de las celdas sin aumentar el amperaje. En tanto la conexión en paralelo se produce cuando se conectan los polos positivos del primer grupo de celdas con los polos positivos del segundo grupo, esto genera la suma del amperaje sin aumentar el voltaje.

ARMADO DEL PANEL SOLAR

Los contactos eléctricos son esenciales para una celda fotovoltaica ya que son el puente de conexión entre el material semiconductor y la carga eléctrica externa.Conexión entre celdasEn la mayoría de los casos al comprar celdas solares estas vienen listas para conectarlas entre si y armar un panel, es decir, los cables de conexión ya están pegados en ellas, pero si esto no ocurre, para realizar una buena conexión en serie de las celdas se deben considerar los siguientes pasos:

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El cautín debe tener una punta relativamente plana, en el caso de que no la posea esta se debe limar.

d) Una vez que se pasa el plumón por las celdas se debe aplicar soldadura en los extremos de las celdas. Para fijar los alambres, primero se debe asegurar que la punta del alambre quede pegada a la celda y posteriormente estirar el alambre sobre la celda y deslizar el cautín sobre este de de un extremo a otro.

a) Las celdas se deben ubicar sobre una superficie plana y limpia

c) Antes de soldar el alambre se debe aplicar el plumón flux sobre las líneas blancas (polos positivos) de las celda, antes se debe descargar la punta del lápiz en la superficie.

Se aplica este fluido para enlazar los cables conductores antes de usar el cautíon y poner los alambres en las placas.Cuando se aplica el flujo en las barras de distribución y parte posterior las placas ya entran en contacto, incluso antes de ser soldadas.

plumón flux

b) Una vez que las celdas están ubicadas se toma el alambre o cable conductor el cual debe tener un largo suficiente para cubrir dos celdas. Al conectarlos el alambre se fija sobre la primera celda y por debajo de la siguiente.

alambre conductor

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Al soldar las celdas, los contactos (parte posterior) están hechos de plata y se deben mantener intactos y limpios.Se debe utilizar un movimiento liso y continuo para soldar los alambres sobre las barras de distribución de las células.

f) Luego que de fijar los alambres en la cara superior de la celda (polos negativos), se debe unir a la otra celda por el revés de esta, para ello también se debe aplicar el fluído (plumón) sobre los cuadrados blancos (polos psotivos) y luego sobre estos soldar el alambre.

g) Luego de soldar la parte posterior de la celda, estas quedan conectadas en serie, para unir más celdas ellas se deben conectar de la misma manera y siguiendo los pasos antes mencionados.La conexión de varias celdas constiuyen un panel solar.

Es importante que el cautín y el cable se peguen al mismo tiempo.

Materiales para conectar celdasAlambres para soldar (cobre)Cautín, 40 watts min.Estaño Plumón flux (líquido de resina) Fluido para buena soldadura,fácil de utilizar ayuda a dispersar el liquido sobre la barra de distribución y los alambres de soldadura creando una soldadura limpia y solida, también ayuda a soldar y a enlazar de los alambres a las placas solares. (opcional)

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Tipos de paneles en función de la forma

Paneles de formato “teja o baldosa”: Estos paneles son de pequeño tamaño y están pensados para combinarse en gran número para así cubrir las grandes superficies que ofrecen los tejados de las viviendas. Aptos para cubrir grandes demandas energéticas en los que se necesita una elevada superficie de captación.

Paneles bifaciales: Basados en un tipo de panel capaz de transformar en electricidad la radiación solar que le recibe por cualquiera de sus dos caras. Para aprovechar convenientemente esta cualidad se coloca sobre dos superficies blancas que reflejan la luz solar hacia el reverso del panel.

Tipos de paneles en función de los materiales

Existen diferentes tipos de paneles solares en función de los materiales semiconductores y los métodos de fabricación que se empleen. Los más usados son:

Silicio Puro monocristalino: Basados en secciones de una barra de silicio perfectamente cristalizado en una sola pieza . En laboratorio se han alcanzado rendimientos máximos del 24,7% para éste tipo de paneles siendo en los co-mercializados del 16%.

Silicio puro policristalino: Los materiales son semejantes a los del tipo anterior aunque en este caso el proceso de cristalización del silicio es diferente. Los paneles policristalinos se basan en secciones de una barra de silicio que se ha estructurado desordenadamente en forma de pequeños cristales. Son visualmente muy reconocibles por presentar su superficie un aspecto granulado. Se obtiene con ellos un rendimiento inferior que con los monocristalinos (en laboratorio del 19.8% y en los módulos comerciales del 14%) siendo su precio también más bajo.

TIPOS DE PANELES SOLARES

El colector o panel es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora:

Baja temperatura captan directamente, la temperatura del fluido que es por debajo del punto de ebullición . Media temperatura captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC . Alta temperaturacaptación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC .

Teniendo en cuenta la temperatura que pueden alcanzar los colectores solares, estos se pueden dividir en dos grandes grupos:

1. Los Colectores Solares sin concentración: Este tipo de colectores no superan los 70º C aproximadamente, por lo que son usados en las aplicaciones de la energía solar térmica de baja temperatura. Un ejemplo de aplicación sería la producción de agua caliente. Estos colectores se caracterizan por no poseer métodos de concentración de energía solar, por lo que la relación entre la superficie del colector y la superficie de absorción es prácticamente la unidad.

2. Los Colectores Solares de Concentración: Estos colectores hacen uso de los métodos de concentración de la óptica, son capaces de elevar la temperatura de fluido a más de 70º C. Estos se aplican en la energía solar térmica de media y alta temperatura. Podemos encontrar ejemplos de estos en la centrales solares térmicas de España, Francia y California.

Usan sistemas especiales con el fin de aumentar la intensidad de la radiación sobre la superficie absorbente y de este modo conseguir altas temperaturas en el fluido caloportador. La principal complicación que presentan es la necesidad de un sistema de seguimiento para conseguir que el colector esté permanentemente orientado en dirección al Sol.

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Panel solar de silicio amorfo.

Panel solar de silicio policristalino

Panel solar de silicio de monocristalino

Silicio amorfo (TFS): Basados también en el silicio, pero a diferencia de los dos anteriores, este material no sigue aquí estructura cristalina alguna. Paneles de este tipo son habitualmente empleados para pequeños dispositivos electrónicos (Calculadoras, relojes) y en pequeños paneles portátiles. Su rendimiento máximo alcanzado en laboratorio ha sido del 13% siendo el de los módulos comerciales del 80%

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APLICACIONES ENERGÍA FOTOVOLTAICA

La utilización de energías renovables ha aumentado considerablemente en las últimas décadas, así también lo es la aplicación de energía solar a través de sistemas fotovoltaicos. En la actualidad existen varias aplicaciones de esta energía y se pueden separar en dos tipos: aplicaciones estacionarias y aplicaciones móviles

En las aplicaciones estacionarias los sistemas fotovoltaicos se ubican en un lugar fijo y no se desplazan al momento de ser usados.

Las aplicaciones móviles se usan cuando los paneles o celdas fotovoltaicas se ubican y funcionan en una superficie desplazable, por lo que la radiación que reciben varía en comparación con las aplicaciones estacionarias.

Casos

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APLICACIONES ESTACIONARIAS

Centrales eléctricas fotovoltaicasEstas centrales se encuentran mayoritariamente en Europa, siendo países como España y Alemania donde se encuentra casi el 90% de las más grandes instalaciones de este tipo. En estas centrales fotovoltaicas se transforma directamente la radiación solar en energía eléctrica y deben estar ubicadas en lugares con alta irradiación solar. Una de las más grandes es la Central Hoya de los Vicentes, ubicada en Murcia, España la que fue instalada con una potencia de 23 MW.

Suministro eléctrico ruralEstos sistemas se utilizan para llevar energía eléctrica a lugares con acceso limitado, donde hacer instalaciones tradicionales sería altamente complicado.

Suministro eléctrico para casasSe utiliza una serie de paneles fotovoltaicos en el techo de una casa para así suministrarla en su totaliodad con energía eléctrica. Para poner los paneles solares es necesario ubicarlos en un lugar adecuado, siendo conveniente que

que tengan un sistema que los mueva para aprovechar al máximo la radiación solar. Aunque requiere de una gran inversión, en el tiempo los resultados son convenientes, además de contribuir al medio ambiente y al uso de energías limpias, el mantenimiento es casi nulo.Otras aplicaciones: señalizaciones ferroviarias y postes S.O.S (servicios de emergencia en carreteras)

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APLICACIONES MÓVILES

Satélites solaresLas celdas solares desde sus inicios fueron parte de la industria aeroespacial, y han logrado convertirse en uno de los medios más fiables al momento de suministrar energía eléctrica a un satélite o a una sonda en las órbitas interiores del Sistema Solar. El uso de las celdas solares en el medio espacial se debe a que sin la presencia de la atmósfera tienen más irradiación solar y al bajo peso que estas presentan.

Los paneles que se utilizan en satélites deben tener una gran área en su superficie la que pueda ser orientada hacia el sol mientras la nave se mueva y así generar más electricidad, así también estas pueden ser construidas de tal manera que los paneles puedan pivotear mientras se muevan, entonces así pueden estar siempre en contacto con los rayos del sol sin importar la direc-ción de la nave. Habitualmente en la actualidad las naves solares son diseñadas para que los paneles puedan estar siempre orientados al sol.

El primer satélite en utilizar celdas fotovoltaicas no fue lanzado hasta el 17 de marzo de 1958 por los Estados Unidos. Dicho satélite fue el Vanguard 1, con un peso de 1,47 kilogramos.

Estación MIR

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Aeronaves solaresSunseeker, proyecto que se inició en 1986 y se le dio su forma final en 1990.En el campo aéreo, la energía fotovoltaica es aplicada en aeronaves eléctricas, cuyo motor (eléctrico) es alimentado por celdas solares o baterías Una aeronave eléctrica posee ciertas ventajas, entre ellas que tiene una gran maniobrabilidad debido al gran torque que son capaces de entregar los motores eléctricos, también poseen mayor seguridad ya que tienen menor probabilidad de fallas mecánicas en los motores, y un menor riesgo de explosión o fuego en el caso de un accidente.

Las aeronaves poseen una muy baja autonomía de vuelo, para mejor esto es necesario que las celdas solares ocupen una gran área, por lo general esto se consigue construyendo estas naves con grandes alas en relación al cuerpo. En la actualidad existe mucho interés militar por estas aeronaves no tripuladas, debido a que el uso de energía solar les permitiría mantenerlas un largo tiempo en aire, y esto a su vez reduciría los costos para realizar las labores que hoy son llevadas a cabo por satélites. Aunque el mayor interés se ha ubicado en fabricar aeronaves no tripuladas también se han construido naves tripuladas.

2

Al depender de luz solar, se ven obligados a cambiar su recorrido cuando se enfrentan a cambios climáticos

Los rayos del sol inciden sobre la superficie de las alas, las cuales estan cubiertas de celdas fotovoltaicas

La energía captada por las celdas solares es almacenada en baterias de litio instaladas en las alas

Peso en vacío:120kgAltura: 4500 m aprox.Velocidad max. 160 Km/hÁrea del ala: 12mTripulate:1

SUNSEEKER II

17 metros7 metros

SOL

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Solar Impulse, altitud de vuelo de 10 kms. y una longitud de ala de 70 mts

Sunseeker, uno de los primeros aviones solares tripulado.Este proyecto se inició en 1986 y se le dio su forma final en 1990.

Helios, es una aeronave diseñada por la NASA ,cuenta con 62,000 celdas solares y 14 motores eléctricos de corriente directa

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Barcos solaresHoy en día muchas embarcaciones cruceros, submarinos y torpedos usan motores eléctricos para la propulsión. La razón fundamental es la ausencia de de ruido y oscilaciones, así como la confiabilidad de estos sistemas. El uso de energía solar permite les permite independizarse de la red eléctrica, además de ser una forma de energía segura y autosuficiente.

La eficiencia de los botes eléctricos radica en que tiene un gran torque sobre un amplio rango de velocidades, de esta manera los propulsores posen diámetros más grandes y pueden ser usados de forma más lenta. Con esto se logra que los viajes sean más placenteros debido a que se elimina gran parte de vibraciones,zumbidos y la polución producida por la combustión. El mayor problema que pueden tener estas embarcaciones solares es que la orientación plana de los paneles solares no es la más óptima para generar potencia en diversas latitudes.En algunos casos para mejorar esto, además de tratar de posicionar de la mejor manera los módulos solares, en algunos casos se utiliza tanto energía eólica como energía solar, de manera independiente o simultáneamente.La energía solar en aplicaciones náuticas también ofrece la posibilidad de operar en embarcaciones no tripuladas, siendo también de un alto interés militar.

CONSTANCE SOLAR SHUTTLE, este barco solar tiene20 metros de eslora puede navegar a 15 km/h y llevar 60 pasajeros.

Barcos híbridos: Usan energía solar, éolica y fósil. Los paneles solares se orientan para capturar sol y viento de la manera más efectiva. Puede navegar hasta con 40 nudos de viento, y en condiciones extremas pliega sus alas contra el casco.

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Automóvil SolarDentro de las aplicaciones móviles terrestres, el auto eléctrico alimentado por energía solar es una de las aplicaciones móviles que hoy en día se encuentra en pleno desarrollo, pero estos sólo suelen ser prototipos experimentales y no son utilizados como una forma práctica de transporte, entre otras cosas, por el alto costo que significa construirlos.

la energía es almacenada en las baterías, la que a través de un controlador, se encarga de ajustar la cantidad de energía que se dirige hacia el motor, y así obtener el movimiento del auto. Un automóvil solar necesita una gran cantidad de celdas fotovoltaicas para un buen funcionamiento, se utilizan generalmente las de silicio policristalino, silicio monocristalino, o arseniuro de galio.Los módulos solares actúan como una cantidad de pequeñas pilas conectadas en serie. El voltaje producido es la suma de los voltajes de cada pila. Las celdas que usará este auto solar generan alrededor de 0,502 volts.

El sistema eléctrico del automóvil es una de los más importantes ya que controla toda la parte de potencia entra y sale del conjunto.

Sistema Eléctrico El sistema eléctrico del automóvil es regulado por la electrónica de potencia, la cual se encarga de regular la electricidad del automóvil, compuesta por las baterías, los seguidores de potencia , el control del motor y el sistema de adquisición de datos. Como su nombre lo dice, un auto solar, es aquel que se mueve gracias la energía entregada por el sol, por lo que su principal componente son las celdas solares, las cuales captan la radiación y la convierten en energía eléctrica.

La energía captada por las celdas es regulada por seguidores de potencia, estos se encargan de convertir la energía recibida en una tensión adecuada, para el buen funcionamiento de las baterías y el motor. Luego de este proceso

Aurora101

Nuna 4

Umicar Infinity

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MPPTSseguidores de potenciacontrolador de cargabateriascontrolador de motor

motor rueda

En la superficie del auto se encuentran una gran cantidad de celdas solares conectadas en serie, al igual que un panel poseen un terminal de conexión positivo y negativo que luego es conectado a los MPPTS.

Los seguidores de potencia se encargan de controlar la potencia que viene desde las celdas solares y de esta manera aprovechar al máximo su rendimiento, obteniendo así, el buen funcionamiento del sistema en general.

El controlador protege a las baterías de sobrecargas (es como si las baterías no pudiesen almacenar más energía), así impedirán que la carga de ellas sea demasiado baja o demasiado elevada, asegurando su vida útil.

Las baterías almacenan la energía captada por las celdas solares, cuando el conjunto de celdas tienen un buen desempeño pueden producir hasta un 75% de energía para el consumo del auto, de la cual el 25% es aportada por el banco de baterías durante el trayecto del vehículo en 300 km.

Una vez que la energía solar es almacenada en las baterías, estas cumplen el mismo rol que el estanque de combustible en un automóvil normal.

El controlador del motor maneja la electricidad que alimenta al motor, y este actúa de acuerdo a las señales que provienen del acelerador y del freno regenerador, este último permite reducir la velocidad de un vehículo transformando parte de su energía cinética en energía eléctrica. De esta manera será posible reutilizar la energía que sin duda el auto perdería en calor si ocupara exclusivamente frenos mecánicos ya sea de disco o de tambores.

La rueda trasera tiene incorporado el motor eléctrico, y este se encarga de transformar la energía eléctrica en energía mecánica.Estos motores son reversibles, es decir que la energía mecánica producida la vuelven a transformar en energía eléctrica.

radiación solar

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SEÑALETICA SONIDO Y ACÚSTICAPropuesta

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Definición: La señalética es una actividad perteneciente al diseño que estudia y desarrolla un sistema de comunicación visual sintetizado en un conjunto de señales o símbolos que cumplen la función de guiar, orientar u organizar a una persona o conjunto de personas en aquellos puntos del espacio que planteen dilemas de comportamiento, como por ejemplo dentro de una gran superficie (centros comerciales, fábricas, polígonos industriales, parques tecnológicos, aeropuertos, etc.).1

Es parte de la ciencia de la comunicación audiovisual y se encarga de estudiar la relación funcional que hay entre los signos de orientación espacial y el comportamiento de las personas. La señalización se aplica principalmente en beneficio de las personas como un sistema de orientación en un espacio determinado para así mejorar la accesibilidad a los servicios requeridos y de esta manera entregar seguridad en los desplazamientos y acciones. La señalización actúa como guía en un lugar determinado, llama discretamente la atención y da la información requerida en forma instantánea y universal. La información entregada exige un lenguaje universal para que llegue sin errores e inmediatamente al receptor. Las señaleticas se emplean en lugares de gran flujo humano.

2.http://es.wikipedia.org/wiki/Señaletica

1.SEÑALÉTICA Principios

2

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Identifica, regula y facilita los servicios requeridos por las personas. Los sistemas señaléticos son creados o adaptados en cada caso particular.

Utiliza códigos de lectura conocidos por los usuarios estos no necesariamente tienen que ser universales, pueden ser locales.

Las señales son unificadas y producidas especialmente.

Se atiene a las características del entorno.

Refuerza la imagen pública o de marca.

Generalmente la señalética utiliza un sistema comunicacional mediante símbolos icónicos, lingüísticos y cromáticos.

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU OBJETIVO

Según el lugar donde se ubiquen y la información que entreguen se pueden clasificar en:

Orientadoras. Tienen por objeto situar a las personas en un entorno, como por ejemplo los mapas o planos de ubicación.

Informativas. Están en cualquier lugar del entorno informan por ejemplo horarios, servicios, etc.

Direccionales. Instrumentos específicos de circulación. Por ejemplo flechas o prohibiciones de paso.

Identificativas. Son instrumentos de designación que confirman la ubicación, son para espacios abiertos ejemplo: son comunes en tiendas comerciales.

Reguladoras. Son para salvaguardar y proteger a los usuarios contra el peligro, dentro de estas encontramos básicamente a tres: preventivas, restrictivas y prohibitivas

Ornamentales. Son como de adorno, pero están identificando de algún modo por ejemplo: las banderas monumentales.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS

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Definición: El sonido en física se define como cualquier fenómeno que se vincule a la propagación de ondas elásticas que generan un movimiento vibratorio en un cuerpo, incluso cuando estas no sean audibles. El sonido audible está formado por las oscilaciones de la presión del aire y el oído se encarga de convertirlas en ondas mecánicas para que el cerebro pueda percibirlas y procesarlas.1

Las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, por lo tanto estas son ondas longitudinales, cuando estas se propagan el sonido transporta energía ( pero no materia). El sonido genera y propaga una onda que viaja por el aire, suelo o agua. Las ondas sonoras viajan más rápido a través de los sólidos y líquidos y menos rápido por el aire, que es el medio más común por el que nos llegan los sonidos, pero la velocidad con que nos llegan depende de la fuerza que tengan las ondas y también de la distancia en que se encuentren.

3.es.wikipedia.org/wiki/Sonido

2.EL SONIDO

3

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CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:

Altura: grave, agudo o medio según la frecuencia de las ondas.

Duración: el tiempo en el cual se mantiene el sonido.

Timbre: es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos.

Intensidad: la cantidad de energía que contiene. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud.

MAGNITUDES FÍSICAS DEL SONIDO

Al ser un movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse por una curva sinusoide y se pueden aplicar las mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda. Por lo tanto el sonido tiene:

Longitud de onda: indica el tamaño de una onda. Entendiendo por tamaño de la onda, la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo).

Frecuencia: número de ciclos (ondas completas) que se producen unidad de tiempo. En el caso del sonido la unidad de tiempo es el segundo y la frecuencia se mide en hertzios (Ciclos/s).

Periodo: es el tiempo que tarda cada ciclo en repetirse.

Amplitud: indica la cantidad de energía que contiene una señal sonora. No hay que confundir amplitud con volumen o potencia acústica.

Fase: la fase de una onda expresa su posición relativa con respecto a otra onda.

Potencia: La potencia acústica es la cantidad de energía radiada en forma de ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La potencia acústica depende de la amplitud.

LA PERCEPCIÓN DEL SONIDO

Cuando un objeto vibra se producen ondas sonoras, y a este objeto (personas, animales, vehículos, maquinarías, etc.) se le denomina fuente emisora de sonidos. Estos sonidos son conducidos a través de una especie de laberinto (oído) y se van encontrando con diversas partes, que organizadamente van cumpliendo con su función, y así llegar al cerebro en donde son registrados, almacenados en la memoria, interpretados y registrados para reconocerlos posteriormente.

El cerebro se encarga de localizar el lugar, el tipo de sonido, la fuente emisora y la intensidad. La oreja más cercana al sonido es la que primero capta la onda. Si el sonido viene de un solo lugar, el cerebro crea la sensación de que la música llena toda la sala.

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La acústica es la ciencia que estudia la producción, transmisión y percepción del sonido tanto en el intervalo de la audición humana como en las frecuencias ultrasónicas e infrasónicas.

La producción: está unida al hecho de que un cuerpo, la fuente sonora, inicie unas vibraciones; de ello se deduce que la acústica estudia los movimientos vibratorios.

La propagación: del sonido desde la fuente emisora hasta el oído necesita un medio material, ya sea gaseoso, sólido o liquido.

La recepción del sonido: pertenece al mundo de la fisiología o, incluso, de la psicología.

Existen diversas áreas de estudio en relación a la acústica, debido a la variedad de situaciones donde el sonido es de gran importancia, dentro de estas se mencionan dos áreas de interés.

3.LA ACÚSTICA

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ACÚSTICA EN ESPACIOS ABIERTOS

En los espacios abiertos el fenómeno preponderante es la difusión del sonido. Las ondas sonoras se propagan en tres dimensiones y sus frentes de ondas son esferas radiales que salen de la fuente de perturbación en todas las direcciones. Esto se debe tener en cuenta para el buen acondicionamiento de un espacio al aire libre y así aprovechar al máximo sus posibilidades y mirar como redirigir el sonido, focalizándolo en el lugar donde se ubique a los espectadores.

Los griegos por ejemplo, en sus teatros aprovechaban las gradas como reflectores logrando así que el sonido reflejado reforzase el directo, de modo que llegaban a cuadruplicar la sonoridad del espacio que quedaba protegido por donde se ubican los espectadores.

Los teatros griegos, gracias a sus propiedades acústicas, llegaron a tener una capacidad para 15.000 espectadores, los cuales no han logrado ser igualados.

Siguiendo con los ejemplos los ramos se caracterizaron por darle una forma curva a las paredes de las gradas lo que permitía que se perdiese menor cantidad de sonido y lo focalizaban mejor hacia un mismo punto.

En la actualidad los recintos abiertos, se construyen con paredes curvas abombadas en forma de concha o caparazón. Los materiales utilizados tienen propiedades reflectoras para facilitar el encaminamiento del sonido hacia se ubican los espectadores

ACÚSTICA AIRE LIBRE

A través de diversos experimentos, se ha podido averiguar que un mensaje oral emitido en una zona silenciosa (en ausencia de fenómenos atmosféricos ruidosos) puede ser oído de forma satisfactoria a una distancia máxima de 42 m en la dirección frontal a la fuente sonora, de 30 m lateralmente y de 17 m en la dirección posterior. A distancias superiores,el mensaje deja de tener una buena

audición debido a que queda inmerso en el ruido de fondo existente, independientemente del lugar elegido en que este se situé.

Generalmente las ondas sonoras al aire libre llegan al receptor a través de un sonido directo, en el caso de que se encuentren con un obstáculo estas se dispersan en el medio.

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Para obtener una mejor acústica al aire libre es importante la cobertura que obtengan los parlantes y por ende la ubicación de estos.

Un buen diseño es aquél que nos proporcionará la misma respuesta en frecuencia (balance graves, medios y agudos) y la misma potencia en cualquier

EJEMPLO DE DISEÑOS ACÚSTICOS 1

4. http://www.djconcept.com.mx/como-ser-dj-4

punto en que esté receptor, a la derecha, centro o adelante de la fuente sonora.

Una buena opción para lograr esto es colocando los parlantes de forma semejante a la posición de una lámpara hacia el receptor.

existe amplia cobertura pero no hay acoplamiento de bajas frecuencias.

esta ubicación de los parlantes es altamente destructiva.

recomendado para áreas pequeñas y cubrir solo un punto.

esta ubicación es eficiente para áreas de corto alcance.

a) la interacción entre ellos tiende a ser des-tructiva.

b) aumenta el nivel de sensibilidad pero disminuye la cobertura.

c) aumenta la cobertura pero disminuye la sensibilidad.

4

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SEÑA AUDITIVA

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En base a los estudios antes mencionados y con la idea de incorporar energías renovables que permitan la autonomía en el desarrollo de un objeto , se abre la posibilidad de insertarse en distintas áreas tecnológicas que pueden ser llevadas al diseño, uno de ellos tiene relación con la manera de interpretar y emitir señales probando la eficiencia de estas al momento de transmitir un mensaje especifico en un determinado lugar.

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OBSERVACIÓN

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RECOGER Y CONTEMPLAR LA EXTENSIÓN

Dentro de los caminos que recorren la Ciudad Abierta, nos encontramos con ciertos puntos que limitan el ver más allá, no se logra avanzar con la mirada solo se sigue porque existe una huella que nos guía. En cambio hay otros donde el camino deja de ser el principal elemento que nos conduce hacia otros puntos, es ahí donde el lugar se abre para contemplar su amplitud, para mirar con profundidad y descubrir lo que hay en la lejanía. Todos estos cambios se hacen potentes cuando se llega al lugar, porque se van descubriendo cosas nuevas, porque se le da tiempo al recorrido, al irse, en cambio solo se busca el camino que lleva la salida, casi no se mira.

Se piensa en algo que enfrente a esa amplitud visual que nos entregan los caminos que llevan a la Vega y a sus alrededores, que diga algo de esa amplitud y que a la vez detenga la mirada y permita observarla.Es así como se pretende que estos puntos sean un apoyo visual tanto para contemplar como para informarse. Se pretende establecer una conexión desde donde se está hacia donde se enfoca la mirada.

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los senderos se presentan como un límite visual, sin embargo son ellos mismo quienes nos guian hacia lo extenso, y quienes se convierten en puntos referentes para luego observar la amplitud.

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la extensión del lugar se contempla desde un solo punto, sin embargo es la mirada hacia lo lejano la que invita a saber que hay más allá.

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SISTEMA DE ORIENTACIÓN AUDITIVA

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EL LUGAR

¿PARA QUIÉN?

Este sistema de orientación acústica se situaría en los terrenos de la Ciudad Abierta con el fin de implementar el Parque Amereida y así potenciar el desarrollo de un aula al aire libre, a través de un medio de comunicación, dando a conocer el patrimonio natural de este lugar por medio de información clara y precisa hacia quienes lo visiten.

Para la ubicación de estas señas se eligen los senderos de la ciudad abierta, ya que son el trazado principal de este lugar, y además pueden generar una refe-rencia visual desde algunos puntos (de su recorrido), es decir que desde ellos se pude saber del entorno y así profundizar en la totalidad de la extensión. Desde los senderos el espacio se abre para ser visto.

PRÓPOSITO

¿QUÉ ES?

Se pretende crear un sistema de comunicación e interpretación auditiva a través del diseño de señas para parques.

El proyecto consiste en crear un sistema de señalización acústica que informe y ubique al usuario espacialmente a través de sonidos, es decir que la información emitida llegue a uno o más receptores por medio de la audición. Se trata de crear un trazado de aproximación entre un lugar y otro, diseñando el medio que comunique y acompañe al visitante en su recorrido (con un mensaje que informe e incentive el descubrir del lugar que se avecina)

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PRÓPOSITO SONORO

La seña como elemento u objeto, busca integrarse de la manera más sutil dentro del espacio en que se ubique, ya sea tanto en su forma como en el sonido que emita. El sonido ambiente del lugar se presenta de una manera más bien distante, que llega indirectamente hacia nuestros oídos. El sonido de la carre-tera y del mar lejano, forman parte del entorno que construye el silencio propio de este lugar.

Es por esta razón que se busca un sonido que sea pertinente al lugar, y de esta manera hacer que los senderos recojan el sonido distante a través de estas seña, creando un sonido sutil, bajo y claro que se escuche solo cuando el usuario se acerque a la seña (a cierta distancia) que no sea invasivo y que deje apreciar el lugar, creándose un complemento entre lo que se ve y se escucha.

CIRCUITO ACÚSTICO

Este sistema de señas pretende ofrecer oportunidades de acceso para cualquier persona que circule por este lugar, ya que no hay ningún tipo de orientación espacial para quienes visiten y no conozcan el lugar, todo esto a través de un método rápido y fácil de comprender.

Se pretende crear un circuito acústico cuyo trazado principal conduce a la Vega y Humedales, marcando el inicio y término de este.

Ejes principales de orientación del circuito acústico, con el que se pretende establecer coordenadas espaciales desde el punto donde se encuentra el usuario hacia donde se puede dirigir.

Ejes secundarios del circuito acústico en los cuales se puede entregar una información más específica del lugar donde se sitúa el usuario.

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SEÑA AUTÓNOMA

¿CÓMO SE HACE?

Al desarrollar el tema de la seña acústica como un nuevo método de orientación espacial, también se piensa como una oportunidad de desarrollo para la implementación de esta en cualquier parte sin la necesidad de que esta dependa por ejemplo de un sistema de alimentación eléctrico convencional, es por esto la aplicación y utilización de la energía solar como la principal fuente de alimentación de este sistema, y que además de entregarle energía a este objeto lo potencia como un sistema autónomo y sustentable.

La tecnología de la energía solar se aplica a este objeto a través de celdas fotovoltaicas que son el motor principal de este elemento y de cualquier otro que genere electricidad a partir de este tipo de energía, todo esto mediante un proceso de transformación de la energía solar en energía eléctrica, llamado efecto fotovoltaico.Para esto se usaran 3 celdas solares de 5,2 volts.

Además de las celdas fotovoltaicas se necesitan otros componentes para que este sistema opere. Luego que la energía es captada y transformada a energía eléctrica esta requiere ser acumulada en una batería recargable, la que luego alimentara a un mp3 que será el encargado de almacenar la información que se requiera en el lugar, también tendrá un sensor de proximidad el cual será el PLAY del mp3, es decir que al momento de que este sensor perciba la cercanía de una persona o algún movimiento este activara la grabación y por ende la información del lugar. Este sensor funciona como un chip que procesa la información y da una señal como respuesta para accionar el mp3 (todo esto previamente programado).

Luego que el mp3 se active mediante este sensor, la información será escuchada por medio de un parlante que entregue una buena amplificación del sonido. Los parlantes operan como un altavoz del mp3, generando una buena transmisión del mensaje requerido.

La batería ademas tendrá un controlador que regula la carga y descarga y así aprovechar al máximo la vida útil de la batería.

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LUGAR Y MENSAJE

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PROPOSICIÓN DE RECORRIDOS

Como se señala anteriormente se propone crear un circuito de señas auditivas, lo que implica crear un recorrido, donde cada seña proponga una espera y un mensaje apropiado para el lugar.

Para generan el recorrido se eligen puntos que den la oportunidad de señalar alguna característica relevante del territorio y que además dejen visualmente un factor de encuentro con el punto siguiente.

De esta manera se generan cuatro ejes principales (definidos anteriormente), los cuales forman parte del recorrido central, son cuatro ejes que crean un trazado desde la entrada a Ciudad Abierta hasta la Vega. Desde ellos se desprenden cinco nuevos puntos, formando un trazado acústico que se compone de nueve señas.

Seña:recorrido principal

Seña: recorrido secundario

*cada nombre al lado de la seña hace referencia solamente a la cercanía de cada una con estos puntos.

Entrada C.A

H.de la Entrada

Torres de Agua

H.del Confín

Sala de Música

H.Rosa de los Vientos

VegaS.4b

S.3b

S.2a

S.4

S.1

S.2

S.3

S.2b

H.de los Diseños

Senderodirección Vega

S.4b

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Se señalan nueves estaciones en el total de recorrido, cuatro de las cuales forman parte del recorrido principal por lo que el mensaje que proporcione cada una de ellas debe ubicar al usuario en el espacio en que se encuentra, y así entregarles la información necesaria para que ellos se ubiquen y se desplacen con facilidad dentro del eje principal como en los ejes que se desprenden de el.

El mensaje para las cinco estaciones restantes, debe proporcionar información más específica en cuanto al lugar mismo donde se encuentra la seña, se pretende que el usuario pueda comprender vi-sualmente la información que recibe.

El propósito del mensaje es ser un guía para el usuario, en este caso un guía ausente, que orienta al usuario a través de un mensaje auditivo.

Si se considera que para el proyecto, solo se contara con una de las nueve señas, el mensaje proporcionado debiese ser al menos de dos tipos:

Mensaje informativo: que el mensaje escuchado apunte a un buen manejo del lugar, por ejemplo:Ciudad Abierta está ubicada a 16 kms. al norte de Valparaíso.

Este territorio comprende un extenso campo dunario, un borde de playa de

más de 3 kilómetros, y humedales con una extraordinaria diversidad de flora y

fauna. Fundada en 1970 por poetas, filósofos, escultores, pintores, arquitectos y

diseñadores, es hoy habitada por muchos de ellos.

Mensaje direccional: conduce y ubica al usuario espacialmente , por ejemplo:Desde este punto, hacia la izquierda se puede observar la Hospedería

de la Entrada y a la derecha el Taller de Prototipos y la Hospederia de los

Diseños,si se sigue por este sendero hacia el final aparece la Vega, las dunas

y el humedal.

ESTACIONES Y MENSAJES

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De los cuatro ejes principales mencionados anteriormente y que marcan el principio y fin de circuito acústico se selecciona este punto para ubicar el proyecto.

La elección de este punto, se debe primero a que el proyecto sólo tendrá un modelo a escala real, por lo que se debe escoger el lugar más apropiado para su ubicación.

Dentro de los senderos que se encuentran en la Ciudad Abierta y específicamente el que conduce hacia la Vega hay ciertos puntos donde visualmente se adquiere un mayor reconocimiento del lugar, es por esto que se elige este punto porque es un lugar que da tiempo para ser visto y para detenerse, además desde el se contemplan otros puntos que son parte del circuito establecido.

La elección de este lugar da cabida a que el mensaje sea un elemento que pueda recoger lo extenso de este lugar, que cuente y se acote a lo que muestra el entorno y así entregar a través de esta seña ( auditiva) la posibilidad de ver a través de lo que se está escuchando y de esta manera invitar al usuario a seguir en este recorrido.

UBICACIÓN PROYECTO

Ubicación proyecto

H.de la EntradaS.2

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Al situar este proyecto en los terrenos de Ciudad Abierta se garantizan tres cualidades importantes:

Espaciales: se crea una forma esbelta que sea un aporte a la integridad del paisaje,con una altura de 3 metros aproximadamente lo que le da una buena visibilidad a distancia, aportando en la creación de un circuito auditivo, dado por la cercanía visual entre una y otra.

Sensoriales: el desarrollo de tecnologías como la energía solar contribuye al desarrollo del sonido como el modo de operar de este sistema y así establecer un circuito auditivo. La importancia de construir el sonido es situarnos en el lugar y emprender una comunicación audiovisual con el entorno.

Uso público: la seña se transforma en un acompañante para el visitante al establecer estos circuitos o tramas que van guiando el recorrido de quienes lo visitan. Además al tener una altura apropiada para un buen uso y mantención de esta misma, ya que además de ser un sistema autónomo, este posee una fácil mantención en cuanto a las celdas, ya que estas solo requieren de un lavado y posterior secado con un paño seco cada cierto tiempo, dependiendo mucho de los factores climáticos. Las limpiezas se deben hacer especialmente previo al invierno, para mejor la captación de energía.

CUALIDADES DEL PROYECTO

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LA FORMA

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La forma debe tener encuenta principalmente la funcionalidad de sus componentes, y si bien esta se genera a partir del ángulo de inclinación que necesitan las celdas solares para una buena captación de la energía (43° con ubicación norte), además se quiere contribuir con el paisaje creando un elemento que se integre y se eleve sutilmente en el.

Otro aspecto que se toma en cuenta, es el que tiene relación con la legibilidad de las señas, estudios anteriores realizados en la Ciudad Abierta determinaron que una buena altura para leer una seña es de de 1.80 mts, debido que es un altura en la que a una corta distancia, el observador puede tener una visión clara de lo que se está mostrando, además la posición del cuerpo se mantiene en un frente, sin necesidad de elevar un poco más la mirada, lo que permite un enfoque cómodo hacia el objeto. Esto mismo se considerará en cuanto a la altura de esta seña auditiva y especificamente al sector por donde será emitido y recibido el mensaje, es decir el punto por donde se escuche el mensaje se ajustará a una altura menor o igual a 1,80 metros, donde el usuario en algunos casos quedaria bajo este punto o bien el mensaje irá directamente hacia el oído de la persona.

Además la altura de estas señas potenciaría la visón de los puntos que se desprenden de los ejes centrales.

La forma además debe considerar el buen manejo del sonido, es por esto que su interior debe ser trabajado para obtener la mayor claridad de este.

LA FORMA

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SIS

TE

MA

DE

OR

IEN

TAC

ION

AC

ÚS

TIC

A

10metros 15metros 30metros

El mensaje emitido por la seña debiese ser escuchado por el usuraio a 1 metros de distancia aproximadamente.

1,80 mts.

Estudios realizados anteriormente en cuanto a legibilidad de señas indicaron que a una altura de 1,80 metros y a una distancia de 30 metros se obtiene una la legibilidad y visualización de un objeto se aprecia con gran claridad.

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APROXIMACIONES A LA FORMA

Las primeras propuestas toman como referencia las pruebas de legibilidad, se crea un objeto que mide 1.80 metros, se trabaja con formas que den la posibilidad de recoger y contemplar la extensión. En ellas se quiere recibir al cuerpo, que sean un apoyo para el y así permitan dar espacio para a la observación del lugar.

La parte superior se contruye con planos que permitan dar distintas miradas al objeto, en relación a la distancia que se tenga con el, además de entregar infrmación visual del lugar donde esta pueda ser ubicada.

Estas primeras aproximaciones a la forma son un trabajo en paralelo realizado con el el taller de segundo año de Diseño Industrial 2010 a cargo del profesor Juan Carlos Jeldes.

Señas visuales

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A medida que se avanza en el proyecto se van incorporando nuevos elementos tecnológicos que contribuyen a la creación de una nueva seña, es decir que lo que en un comienzo se presentó como una seña visual da un vuelco hacia el desarrollo de un elemento que utilice las capacidades auditivas del usuario al momento de recibir un mensaje en un determinado lugar. Es así como la información visual que se pretendía ubicar en las señas anteriores ahora se incorpora como un mensaje auditivo.De esta manera se comienza a desarrollar un nuevo prototipo, el que formalmente se adecue a las necesidades que los nuevos elementos tecnológicos requieran (celdas solares, sensores, parlantes, etc) y que por sobre todo sea capaz de otorgar una buena acústica a la hora de reproducir un mensaje.

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Este prototipo fue hecho en terciado estructural sus dimensiones son 1800 x 200x120 mm, y posee un total de 32 piezas.

La forma se estructura a partir del ángulo de inclinación que necesitan las celdas solares (43°), luego de eso se trabaja en una forma esbelta que se divide en dos partes. La primera es donde se ubican la mayoría de los componentes eléctricos y por donde se emite el mensaje.

La segunda parte es la que le da el largo total a la estructura y en la que se ubican los 2 sensores, esta se ordena con 2 partes principales las cuales se repiten e intercalan para dar la forma final, y así lograr que esta sea visiblemente más liviana.

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PROTOTIPO FINALSeña Auditiva

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Como se menciona anteriormente la forma se estructura a partir del ángulo

de inclinación que necesitan las celdas solares, luego de eso toma una

forma esbelta que se divide en dos partes. La primera es donde se ubican los

componentes eléctricos y por donde se emite el mensaje.Está construida en

terciado estructural y posee un total de 22 piezas.

La segunda parte es el soporte de la primera y la que le da el largo total a la

estructura.Está construida en fi erro, además tiene terminaciones en madera y

en la parte que se ubica la estructura posee unos tubos de aluminio que le dan

la distancia de separación entre esta y el fi erro (soporte) los que ejercen una

fuerza de tracción entre estos dos elementos.El 20% de la estructura soporte

va bajo suelo, rellenando y prensando el espacio donde esta se ubique, ya sea

con el mismo material que se saco del suelo o con alguna mezcla (ej.hormigón)

que le de fi rmeza.

En cuanto al sistema eléctrico, se ha desarrollado con el objeto de reproducir

un archivo de audio pregrabado en un reproductor de mp3 en función de la

proximidad de personas frente a una estructura dispuesta de manera vertical.

El sistema está diseñado para que reproduzca el mensaje si y solo si la persona

que se aproximapermanece a una distancia no mayor a 100 cm. en un tiempo

igual o superior a 10 segundos. Si la condición anterior no se cumple, el sistema

continuará con el funcionamiento normal y no habrá reproducción. En caso de

que cumpla, el sistema reproducirá el mensaje hasta que éste se acabe o hasta

que el individuo situado en frente se aleje del rango permitido.

Para mejorar la acústica en la reproducción del mensaje, dentro de la

estructura se incorpora un material con alto nivel de absorcion y muy

texturado (alfombra) para así reducir las ondas estacionarias que se propagan

en un medio cerrado y pueden interferir en la claridad del mensaje. Además

el interior de la estructura genera una especie de caja de resonancia entre el

espacio que se ubica la placa/mp3 y la parte que se ubica el parlante ayudando

a la amplifi cación del sonido.

MENSAJE EXPOSITIVO

Para la exposición del proyecto se reproducirá el siguiente mensaje:La Ciudad Abierta, bajo el concepto de que en ella no existen límites

para la imaginación y se aceptan todos los ofi cios, comprende un extenso

campo dunario, humedales con una extraordinaria diversidad de fl ora y fauna.

La ciudad se defi ende por medio de la hospitalidad y la palabra que ilumina a

cada obra.

Ciudad abierta es el lugar donde se refl eja la persistencia entre la palabra

poética y los ofi cios.

Colofón

Este proyecto fue desarrollado con la ayuda del laboratorio de sistemas

electrónicos e instrumentación LABSEI de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de

la Pontifi cia Universidad Católica de Valparaíso.

Con el se pretende crear un sistema de orientación auditiva, que comunique

y acompañe al usuario en un recorrido, y de esta manera ser parte de la

implementación del Parque Cultural Amereida en Ciudad Abierta

PROTOTIPO FINAL

111

A-A ( 1 :25 )A

A

PCB/mp3

parlante

sonido mensaje

celdas solares

bateria

espacio libre texturizado

sensor de proximidad

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113

114

PLANOS

115

116

A-A ( 1 :25 )B.Celdas

C.Batería

D.Placa PCB y mp3

E.Parlante

F.Sensor

A

A

B

C

D

E

F

117

PROCESO CONSTRUCTIVO

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SISTEMA ELÉCTRICO

CONEXIÓN CELDAS SOLARES

La energía solar es la base del sistema de alimentación de todo el circuito eléctrico que conforma esta seña. Para esto se utilizan 3 celdas solares de 5 volts cada una, las cuales en conjunto suman al menos 15 volts, dependiendo de la radiación que llegue a ellas.

Cada celda tiene en su parte posterior los contactos negativos y positivos, estos son conectados en serie, es decir el contacto positivo se une al negativo, de esta manera se suma el voltaje y se mantiene el amperaje.

La parte superior de la celda es la que recibe la radiación solar. Estan hechas de silicio el cual es protegido del medio ambiente por una resina que lo cubre y lo sella.

contactos conectados en serie (negativo unido al positivo).

cara superior de las celdas solares la cual recibe la radiación.

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CONSTRUCCIÓN CIRCUITO IMPRESO O PCB (printed circuit board)

El proceso constructivo de esta placa se hace a través de un circuito impreso el cual se usa para el montaje e interconexión de un circuito eléctrico . En este caso el circuito conecta a través de rutas o pistas de material conductor (cobre) todos los componentes que dan funcionamiento a esta seña auditiva.

Antes de construir el PCB se construye y se prueba el correcto funcionamiento del circuito en un protoboard, que es una placa plástica de uso genérico reutilizable o semipermanente, usada para construir prototipos de circuitos electrónicos con o sin soldadura.

Luego que el circuito funciona correctamente, se crea un esquemático que representa al circuito dibujado. A continuación se hace el board desde el mismo

esquemático en un programa, para luego ser impreso. El board debe ser impreso en papel fotográfico y en impresora laser para que así este pueda tener una buena adherencia a la placa. Antes de esto se verifica en una impresión cualquiera si los componentes calzan en el tamaño del circuito impreso, si el tamaño es correcto este se imprime en el papel fotográfico, de no ser así se hacen pruebas hasta ajustar el tamaño a los componentes (solo basta con que los pin del microcontrolador calcen donde este se ubicara para que el tamaño del circuito este correcto). El siguiente paso es llevar el circuito impreso a la placa. Esta placa consiste en unas láminas de cobre montadas sobre un sustrato no conductor, comúnmente baquelita o fibra de vidrio.

luego que la placa resive el calor necesario, el circuíto se marca completamente en la placa, quedando solo la marca de las pistas en el papel.

circutio impreso (es-quemático)

protoboard proceso de impresión en la placa bajo calor

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la placa es sumergida en el ácido a unos 40° por no mas de 20 minutos.

El circuito se imprime en la placa, este se pone sobre ella y se plancha, de esta manera el calor hace que el papel y la tinta se peguen en la placa. Cuando el papel que contiene el circuito comienza a oscurecerce es señal de que este ha sido impreso correctamente en la placa. Luego de esto la placa se introduce en una solución de percloruro de hierro, la cual se debe calentar a baño maría,una vez que está a la temperatura adecuada (40°) se introduce la placa. Este ácido se encarga de corroer el cobre que no va a ser útil, dejando las pistas que compondrán el circuito impreso final. La placa no debe permanecer más de 20 minutos en el ácido, ya que se corre el riesgo de que este se “coma” todo el circuito.

Después de uno 10 minutos se saca la placa, se lava y con una virutilla fina se comienza a sacar la tinta de la placa. Una vez que se ve el circuito completo este se seca y se hacen varias perforaciones donde luego irán ubicacodos cada uno de los componentes del circuito eléctrico. Cuando se termina este proceso se esparce un barniz para circuitos que sella la placa.

Finalmente se instalan todos los componentes que iran en el circuito.

el ácido deja en cobre sólo lo que pertenece al circuito.

la placa es perforada para luego soldarle todos los componentes del circuito.

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COMPONENTES CIRCUITO IMPRESO

Pin headerentrada de los cables que conectan el sensor con el resto del circuito.

MicrocontroladorPICalmacena toda la información necesaria para que el circuito funcione en este caso el microcontrolador posee la inteligencia suficiente de discriminar entre una distancia útil o no de cercanía, así como también de dife-renciar entre un tiempo de posicionamiento en frente de la estructura válido para iniciar la reproducción.Además se encarga de mandar señales digitales al controlador del mp3 para que este cumpla su función.

Cable alimentadorconexión directa del circuito con la bateria.

Pulsadorse conecta directamente con el mp3, su función es seleccionar la carpeta del mensaje, en el caso de que este sea cambiado.

Pulsadorse encarga de dar reinicio a todo el sistema(reinicia el microcontrolador).

Ledsu función es indicar mediante un parpadeo que el sistema esta en correcto funcionamiento.

Potenciometrocorresponde a una resistencia variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito.

Resistenciaeste componente tiene la propiedad de presentar oposición al paso de la corriente eléctrica.

Puerto USBconecta el circuito con la batería del parlante para que sea alimentada de manera continua por la misma batería de todo el circuitio, pero regulado en corriente debido a la sobrecarga y protección del componente.

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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Reguladoreste componente se encarga de regular la cantidad de energía que entra al circuito

Pin headerconectan los cables que se diregen hacia el audio.

Conector auxiliar 3.5 mm hembra.Este componente conecta el parlante con el circuito.

Ledse activa al iniciar el sistema y luego cuando el sensor detecta movimiento o proximidad

Conexión mp3conectores del mp3 hacia el circuito, estos cables van conectados a un pin header

LedLed de señalización exterior (se encuentra al exterior de la estructura)

Condensadordispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.

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ESTRUCTURA

La estructura se divide en dos partes, una de ellas se construye en madera y su proceso constructivo comienza con el desarrollo y diseño de sus partes en el programa Inventor 2012. Una vez que el diseño esta hecho, se hacen los planos de cada una de las partes que conforman la estructura.El paso siguiente es hacer una cubicación de acuerdo a las dimensiones del tablero que se usará para la estructura, en este caso corresponde a un tablero de 2,44 x 1,22 metros

Luego de realizar la cubicación y por lo tanto los planos correspondientes de cada una de las partes se procede al corte de control numérico computarizado CNC. Este tipo de maquinas son previamente programadas para luego ejecutar todas las operaciones por sí solas, de esta manera se obtienen las piezas deseadas con las máxima exactitud posible.

Al obtener el total de las piezas que componen la estructura, estas son encoladas una sobre otra para así formar el volumen total. Sólo dos de las partes no son encoladas, debido a que en su interior van todos los componentes eléctricos los que pueden necesitar de una revisión por lo estas partes se atornillan al resto de la estructura.

Con la estructura esta encolada se procede a emparejar sus partes con una lijadora de banda.Una vez que se termina el proceso de lijado la estructura se cubre con dos capaz de barniz natural. Antes de aplicar barniz la parte interior de la estructura es revistida con el material absorvente para mejorar la calidad acústica del mensaje.

Partes superiores de la estructura, esta se compone de 22 piezas las cuales se obtuvieron mediante corte CNC.

Para construir el volumen total, estas son encoladas una sobre otra.

124

Una vez armado el volumen, el interior se divide para la ubicación de los componentes eléctricos.

La parte exterior se lija y luego se cubre con barniz.Parte del interior es recubierto con un material absorbente (alfombra) para mejorar la calidad acústica del mensaje.

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La segunda parte se construye en fierro de 40 x 40 mm y 2mm de espesor. Para su construcción se necesita una tira de 3 metros la cual se corta en cinco partes, siendo solo cuatro de ellas las que se necesitan para armar el pedestal.

Cuando se tienen las partes de fierro cortadas, las que poseen menor dimensión servirán para el apoyo de toda la estructura, estas deberán ser cortadas nuveamente para darles un pequeño ángulo de inclinación que hará que el soporte se eleve al menos 40 mm del suelo para asi darle mayor firmeza a la estructura, ya que en este caso mientras menos puntos de apoyo mas estabilidad para la estructura.

Unas vez que están cortados comienza el proceso de soldado, primero se ubican las partes y estos son pinchados con soldadura solo en las esquinas, para así verificar su posión respecto al suelo, si esta es estable, se procede a soldar nuevamente, esta vez por todo el borde del fierro.

Luego se requiere soldar unos pernos los cuales servirán para fijar la parte superior de la estructura al pedestal. A estos pernos se les hace un pequeño corte angular para asi facilitar su unión a uno de los bordes del soporte.

Cuando este proceso termina es necesario pulir cada unas de las partes soldadas para así asegurar una textura lisa en todo el pedestal.El siguiente y último paso es pintar el pedestal.

Parte inferior de la estructura, una vez cortados de comienza a soldar cada una de sus partes

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Se comprueba la estabilidad del pedestal con un nivel de burbuja, luego se procede a soldar todo el borde del fierro.

El último paso antes de pintar el pedestal es fijar (soldar) unos pernos que servirán para sostener la parte superior. Antes de soldarlos al soprte se les hace un pequeño corte angular para así facilitar la unión con este.

127

El pedestal que sostiene la estructura de madera fue desarrollado exclusivamente para la exposión del proyecto,dando así la posibilidad de trasladar y ubicar la seña en cualquier superficie regular ya sea al exterior o interior de un lugar .

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PLANOS (prototipo exposición)

esc 1:20

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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

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SISTEMA ELÉCTRICO

RESPECTO AL CIRCUITO

El sistema presentado se ha desarrollado con el objeto de reproducir un archivo de audio pregrabado en un reproductor de mp3 en función de la proximidad de personas frente a una plataforma dispuesta de manera vertical.

Para esto se ha programado un microcontrolador PIC, el cual posee la inteligencia suficiente de discriminar entre una distancia útil o no de cercanía, así como también de diferenciar entre un tiempo de posicionamiento en frente de la plataforma válido para iniciar la reproducción.

El sistema de alimentación consta de un panel solar el cual alimenta de ma-nera continua a una batería mediante protección de inversión de polaridades con un Led. Luego el sistema antes descrito alimenta al resto del circuito, mediante un regulador de voltaje, en donde se realizan los cálculos necesarios para efectuar las tareas de necesidad. Una configuración electrónica alimenta, además, al parlante de manera continua, pero regulado en corriente debido a la sobrecarga y protección del componente.

El sistema de reproducción es manejado por el controlador del reproductor de mp3, pero comandado mediante señales digitales proveniente del microcontrolador.

RESPECTO AL FUNCIONAMIENTO

El sistema está diseñado para que reproduzca el mensaje si y solo si la persona que se aproxima permanece a una distancia no mayor a 100 cm en un tiempo

igual o superior a 3 segundos. Si la condición anterior no se cumple, el sistema continuará con el funcionamiento normal y no habrá reproducción. En caso de que cumpla, el sistema reproducirá el mensaje hasta que éste se acabe o hasta que el individuo situado en frente se aleje del rango permitido.

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ESTRUCTURA

MATERIALIDAD

El terciado estructural es un tablero de gran estabilidad , rigidez y resistencia mecánica a la flexión, tracción y compresión.Está fabricado con resinas y esta estructurado en base a chapas en forma perpendicular al sentido de las fibras, elevando su nivel de resistencia. Además es resistente a la humedad y es ideal para uso en aplicaciones constructivas de carácter estructural, tanto en inte-riores como exteriores.

Para la construcción de esta seña se utilizan dos tableros de terciado estructural cuyas dimensiones son de 2,44m x 1,22m x 12 mm.

DE LAS PARTES

La construción de la seña requiere de un tablero de terciado estructural para construir una de ellas, es decir que para el total del circuito de 9 señas se necesitarían 9 tableros.

La estructura se compone de un total de 30 piezas, de las cuales 22 de ellas se encuentran en la parte superior y 8 en el soporte. En la parte superior de la estructura se ubican los componentes del sistema eléctrico.El resto de la estructura tiene su funcionalidad ligada más bien a la altura que esta debe tener (3000 mm app.),la que se debe en gran parte a la protección a las celdas solares.

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BIBLIOGRAFÍA

CARPETAS DE TÍTULO

DISEÑO PARA EL APRENDIZAJE

Rocío Herrera Ponce de León2009

OBJETOS LÍMITES EN LA EXTENSIÓN

Pedro Pablo Chávarri SalazarMarco Antonio Cortés ValenciaDaniela Ignacia Sánchez AlvealValentina Andrea Valenzuela Buccolini

2010

ESTRUCTURA DE APOYO DESPLEGABLE

Pedro Pablo Chávarri Salazar 2010

EL UMBRAL QUE CONSTRUYE EL LÍMITE

Marco Antonio Cortés Valencia2010

ARTICULACIÓN DE LA DINÁMICA PERIMETRAL

Daniela Ignacia Sánchez Alveal2010

ESCAÑO DE TRAMAS

Valentina Andrea Valenzuela Buccolini

2010

WEB

NORMAS PARA LA APLICAIÓN DE COLORES

http://www.paritarios.cl/especial_normas_aplicacion_colores.htm

SISTEMA DE SEÑALIZACÓN

http://www.ssreyes.org/acces/recursos/doc/Nuestra_ciudad/Imagen_corpo-rativa/2143573726_272200993733.pdf

DISEÑO DE SISTEMA DE SEÑALIZACÓN Y SEÑALÉTICA

http://www.astraph.com/udl/biblioteca/antologias/senaletica.pdf

INSTALACIÓN DE SEÑALÉTICAS

http://www2.ula.ve/imagen/index.php?option=com_content&task=blogsection&id=35&Itemid=174

ENERGÍA SOLAR

http://www.solener.clhttp://www.ienergia.clhttp://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/14_fotovoltaica_en-ergia.html

CELDAS SOLARES

http://www.itlalaguna.edu.mx/academico/carreras/electronica/opteca/OP-TOPDF4_archivos/UNIDAD4TEMA1.PDF

APUNTES DE ALTAVOCES Y CAJAS ACÚSTICAS

http://hectorsaavedra.media.officelive.com/Documents/Apunte%20cajas%20Ac%C3%BAsticas%20F%20Audio.pdf

DISEÑO DE CAJAS ACÚSTICAS

http://aholab.ehu.es/users/imanol/akustika/IkasleLanak/Dise%F1o%20de%20cajas%20acusticas.pdf

ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA

http://dc318.4shared.com/doc/59YQKw7D/preview.htmlhttp://www.manualespdf.es/manual-acustica-arquitectonica/

ANTROPOLOGÍA DEL SONIDO

http://www.artesonoro.org/antropologiadelsonido/?page_id=76

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COLOFÓN

La presente edición fue realizada por la alumna Carla Salinas Cortés, en ella se presentan los contenidos del proceso de titulación correspondiente al período 2010-2011.

La diagramación fue realizada en Adobe InDesing CS5, los dibujos en Adobe Illustrator CS5, la edición de fotogrfías en Adobe Potoshop CS5 y para la planimetría y dibujos 3d Autodesk Inventor 2012.

En la tipogrfía se utilizó DINpro en sus variantes regular y ligth.Fue impresa en Julio del 2012 en Viña del Mar, Chile.