Mecanismo autónomo rellena baches


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Mecatrónica

Asesor: Marisa Calle Monroy.

Miembros del equipo:
Isabel Gutiérrez Gasca (), Chichen-itzá,
Saúl Enrique Gutiérrez Rodríguez (), Chichen-itzá,

Resumen

Hoy en día los baches son un problema muy común, no sólo por su formación sino también por su mal mantenimiento y mala reparación que se les da, ya que es un proceso difícil por ser visual y manual, además de la calidad del material utilizado para la reparación de estos. Se toma como un problema ya que causa daño en los vehículos, daña su suspensión hidráulica y la amortiguación del vehículo. En la búsqueda por mejorar esta situación se han creado materiales (que al endurecer amortigua la caída) y maquinarias (una máquina rellena baches) pero no son completamente efectivos ya que tienen ciertos defectos. El propósito de este proyecto es construir un robot que rellene los baches de forma uniforme resolviendo el problema de la máquina ya existente ocupando el que se ha creado (el gel) para lo que ocupamos silicón como sustituto del gel y ocupando el material educativo EV3 para construir el robot que rellanara el bache. El proyecto tiene la finalidad de construir un robot que simule ser del tamaño de un vehículo para posteriormente proponer esta idea a una empresa grande y llevar a cabo un plan más extenso para la resolución del problema de los baches en las múltiples zonas más dañadas por estos. Cuando terminamos el robot nos dimos cuenta qué fue difícil lograr que el robot cumpliera con nuestras especificaciones. Así fue como llegamos a la conclusión de que el robot sería más ´fácil si fuera del tamaño real.

Pregunta de Investigación

¿Cómo construiremos un mecanismo que rellene baches? ¿Cómo programaremos nuestro robot para que detecte, marque y rellene los baches?

Planteamiento del Problema

En las calles hay imperfecciones a las que llamamos baches que provocan un daño en los vehículos. Para arreglarlos se lleva a cabo un largo proceso en el que se ocupa una gran cantidad de materiales, tiempo y personal con el fin de que se rellene uniformemente. Sin embargo el objetivo no se cumple ya que al ser un proceso manual y visual no se sabe la cantidad exacta de materiales que se van a utilizar creando desniveles en el pavimento.

Antecedentes

Los baches

Un bache se puede definir de diversas formas:

1.- Agujero o desnivel en la superficie de un camino o carretera, generalmente producido por el uso.

2.- Disminución o interrupción pasajera en el progreso de una actividad: con esta victoria, el equipo parece salir del bache en que estaba sumido.

3.- Momento difícil en la vida de una persona: tras la muerte de mi hermano, mi vida entró en un bache del que ahora intento salir.

4.- Diferencia brusca en la temperatura y la dirección de las corrientes de aire que provoca rápidos descensos en la altura de vuelo de un avión.

Juntando todas las anteriores se pude decir que un bache es un hoyo que se forma en una calle o en una carretera o una desigualdad de la densidad atmosférica que determina un momentáneo descenso del avión. La más común de estas dos es la primera.

La mayoría de los baches se forman debido a la fatiga de la superficie de la carretera. Como fracturas por fatiga se desarrollan por lo general de enclavamiento en un patrón conocido como craqueo cocodrilo. Los trozos de pavimento entre las grietas de fatiga se trabajan sueltos y pueden llegar a ser recogidos de la superficie de carga de las ruedas continuas, formando así un bache.

La formación de baches se ve agravada por las bajas temperaturas, ya que el agua se expande cuando se congela para formar hielo, y pone mayor énfasis en una acera o camino ya agrietado. Una vez que se forma un bache, que crece a través de la eliminación continua de trozos rotos de pavimento. Si un bache se llena de agua el crecimiento se puede acelerar, como el agua “lava” las partículas sueltas de la superficie de la carretera como vehículos pase. En los climas templados, baches tienden a formar más a menudo durante los meses lluviosos de primavera, cuando el subsuelo es débil debido al alto contenido de humedad provocando hundimientos y de las tuberías de alcantarillado corroídos. Sin embargo, los baches son un fenómeno frecuente en cualquier lugar del mundo, incluso en los trópicos.

Los baches pueden crecer hasta los pies de ancho, aunque por lo general sólo se convierten en unos centímetros de profundidad, a lo sumo. Si se vuelven lo suficientemente grande, se producen daños a los neumáticos y suspensiones de vehículos. Accidentes de tráfico graves pueden ocurrir como un resultado directo, sobre todo en las autopistas, donde las velocidades del vehículo son mayores. A menudo son casi invisibles para los usuarios.

Parches baches es el proceso de reparación de un camino basado en la imperfección de asfalto. Parches baches es una actividad de todo el año realizada por la calle de la ciudad y del Departamento del Condado de equipos de mantenimiento de carreteras y puentes de la zona.

Métodos de parcheo de baches se dividen en dos categorías distintas, mezcla caliente y mezclas en frío. Al igual que la nomenclatura sugiere, mezcla en frío es un material adecuado para los meses de invierno y de mezcla en caliente se utiliza durante la primavera y el verano caliente.

Tanto calor y mezcla en frío se aplican con métodos similares. El método más utilizado es conocido simplemente como “tirar y vaya”. La mezcla de parcheo se lanza en el bache, junto con cualquier suciedad o agua presente y compactado con la pala por el trabajo manual. Este método es ampliamente utilizado por la aplicación fácil y de alta velocidad de producción, pero la tasa de fracaso es muy alto.

El siguiente paso en una aplicación de mayor calidad es el “tirar y rodar”. En el método de lanzamiento and roll, la mezcla de parcheo, una vez más echa en el bache de forma manual, independientemente de cualquier agua o desechos. A continuación, llega un camión lentamente sobre el bache reparado y la mezcla se compacta. El objetivo es que el parche compactado tener una corona en el intervalo de 0,125-0,25”. Este proceso llevará aproximadamente dos minutos más por cada bache en comparación con el tiro y vaya método. Aunque más lento, lo convierte en un parche más duradero debido a la compactación de la mezcla de parches con el neumático de camión.

El método de parcheo de baches más conocida es la reparación semipermanente. En este método, el bache se elimina por completo de cualquier agua o desechos. A continuación, el agujero tiene que ser cuadrado. Todos los bordes desiguales serán cortados con una sierra de pavimento realizar el agujero en una forma cuadrada o rectangular. El bache se limpia una vez más antes de aplicar la mezcla de aplicación de parches. Por último, la zona se compacta con un solo rodillo de tambor o un compactador de placa vibratoria. El método semi-permanente ofrece el más apretado y el parche más duradero. Sin embargo, es más tiempo y requiere más trabajadores y el equipo en el campo.

Durante la reparación de “semi-permanente”, también se puede usar un material conocido como una “pegajosidad”. Tack es un material en forma de líquido utilizado para promover la adhesión de la mezcla de parche bache, y la superficie bache. Si se utiliza táctica durante la reparación, o bien se pulveriza o se aplica en el bache limpio y cuadrado. A continuación, la mezcla de parches bache se aplica y se compacta en el método deseado, y una capa final de la tachuela se rocía en la parte superior del parche de la superposición de los bordes de unos pocos centímetros.

Según la Administración Federal de Carreteras, el método que se utilice, los parches aplicados en los meses de invierno típicamente se sostienen, así como revisiones aplicadas durante los meses más cálidos. La meta para la aplicación de parches de invierno debe ser reparar el camino lo más rápido posible para aumentar la seguridad y la comodidad de los caminos. Con eso dicho, el tirar y vaya método es favorable, siempre y cuando se utiliza un material de alta calidad. El objetivo en los meses de verano suele utilizar la semi-permanente. Utilizando este método, mientras que las condiciones son ideales creará parches que durarán en la medida de la vida de la carretera.

Lastimosamente las calles en la mayoría de ciudades de América Latina están llenas de baches. Estos modelos hoyos son uno de los principales causantes de desperfectos en los autos.

No importa si son grandes o pequeños, el recurrente impacto con estos va a tener repercusiones negativas en tu unidad. Así que está de más recordar siempre que vemos uno que hay que evitarlo a toda costa.

Y por inofensivos que parezcan, los baches han causado graves accidentes que han puesto en peligro la vida de los ocupantes de los autos. Además, crean fallas que ameritan fuertes cantidades de dinero para ser reparadas.

Los principales problemas que causan los baches a los autos son:

Daños a la suspensión y dirección de la unidad.

Gasto y malformaciones en los neumáticos.

Golpes en la bonina o muelle de hoja.

Variaciones en el ralenti.

Causa debilidad en los rodamientos.

Golpes en la parte baja del motor.

Rajaduras del escape.

Carrocería rayada.

A nadie le gustan los baches, pero son de esos problemas que parecen que debemos aguantar hasta que la carretera deba estar casi intransitable. Cuando entonces se decide arreglar la carretera, se envía a un equipo de operarios que tendrán que bloquear uno o varios carriles de tráfico durante un buen rato, mientras que corren el riesgo de ser golpeado por los conductores distraídos.

¿Pero es tan complicado rellenar un bache y arreglar una carretera? A partir de ahora puede que no tanto, ya que los gobernantes ya tienen la opción de hacerse con una Python 5000, un vehículo que puede controlar un único operario desde el interior de su cabina y que puede parchear baches de hasta 60 centímetros en unos dos minutos.

Una vez que llega al lugar donde está el bache, el conductor solo necesita bloquear sólo el carril que se encuentra en el bache, ya que no va a trabajar fuera de su vehículo. En su lugar, usará un joystick para maniobrar con el brazo extensible y giratorio en el frente de la máquina, que debe situar directamente sobre el bache. A continuación, aplica un chorro de aire comprimido para arrastrar toda la suciedad, asfalto suelto, agua y demás contaminantes que ocupen el agujero.

A continuación, se aplica una capa de aceite pegajoso por la superficie interior del agujero, que facilitará que se adhiera el nuevo asfalto. Luego, una cinta transportadora que va desde la tolva a través del brazo lleva asfalto fresco al agujero. Ese asfalto se mantiene a la temperatura de trabajo deseada en la tolva, gracias a que utiliza el calor de escape del motor del vehículo. Un rastrillo y un rodillo unido al brazo se utilizan posteriormente para impulsar el asfalto en su lugar, y luego se presiona hacia abajo en un parche suave acabado.

Según el fabricante, con sede en Saskatchewan (Canadá) los parches realizados por este vehículo son iguales en calidad a la superficie de la carretera original. Debe durar tanto como los arreglos realizados por los equipos de carretera tradicionales… o más, ya que estos simplemente colocan una palada de asfalto en un bache que no ha sido limpiado y preparado antes.

Este vehículo de llenado de agujeros es eficaz, incluso a temperaturas de hasta -40 º C, y permite que un solo usuario arregle en un día tres veces más baches que un equipo multi-persona.

El 5000 Python se inventó hace algunos años, pero ha vuelto a la actualidad informativa ya que está siendo probado en la ciudad de Nueva York. Si lo hace bien en la Gran Manzana quizá otras ciudades sigan el ejemplo.

Este es un ejemplo de una maquina que se ha construido con anterioridad que rellena baches ahorrando tiempo, maquinaria y personal que se usaría en el proceso cotidiano.

También se ha logrado que una cuadrilla de reparación compuesta de máquinas moleculares que van explorando las hebras de tu ADN, y que repara errores las veinticuatro horas de los siete días de la semana. Y así es. Mediante nuevos métodos se puede contemplar a las máquinas que saltan de hebra a hebra como pulgas, que se detienen en puntos sospechosos, y que reparan errores, según comunicaba Science Daily. El doctor Bennett Van Houten (Instituto Oncológico de la Universidad de Pittsburgh) tiene una manera muy gráfica de ilustrar cómo opera todo esto. «La manera en que funciona el sistema es una importante cuestión pendiente de respuesta en este campo», dice: «Tiene que poder identificar errores muy pequeños en un laberinto tridimensional de hebras genéticas. Es algo parecido a detectar baches en cada una de las calles por toda la nación y repararlos antes de la próxima hora punta.

Por esto es que es muy probable crear un mecanismo autónomo que repare los baches.

El tema de los baches se ha vuelto “eterno” en Tuxtla Gutiérrez. El coste de los trabajos ineficaces en los últimos tres años se estima en 400 millones de pesos, y hasta es poco. En temporadas electorales, los candidatos a la presidencia municipal priorizan y prometen solucionar este problema que, hasta ahora, nadie ha podido resolver. Inclusive, si no se atiende de raíz, continuará siendo tema y reclamo general “por los siglos de los siglos”, advierten especialistas.

Especialistas en ingeniería aseguraron que la problemática tiene solución, a través de un proyecto integral, con el cual las administraciones municipales descansarían por los menos unos diez años. Leyes Constitucionales -aún no legisladas en el Estado- dictan que el Ayuntamiento debe pagar los daños ocasionados a los automóviles por los baches, debido a la omisión de responsabilidad de las autoridades correspondientes.

La inversión en bacheo y encarpetamiento en Tuxtla Gutiérrez, del 2009 a la fecha, por parte del Gobierno del Estado y del Ayuntamiento capitalino, equivale al presupuesto de más de una ciudad rural sustentable como la de “Santiago El Pinar”, el cual tuvo un costo de 394 millones de pesos.

Fuentes oficiales informaron que en 2009, el Gobierno del Estado adquirió dos máquinas llamadas “Dragón”, que resolverían los baches de las calles de la capital y de Tapachula, particularmente. Cada una tuvo un costo de 56 millones dos mil 987 pesos, que en total sumó 112 millones cinco mil 974 pesos, cuyas unidades fueron adquiridas a la empresa Impulsora Mexicana de Comercio y Construcción S.A. de C.V., revelaron las fuentes.

De acuerdo con información oficial, durante la administración del presidente municipal Jaime Valls Esponda, se destinó 200 millones de pesos para el bacheo de Tuxtla Gutiérrez.

En enero de 2012, Seth Yassir Vázquez, otrora alcalde de Tuxtla Gutiérrez, programó una inversión de 100 millones de pesos y el despliegue de 14 brigadas de intensas jornadas laborales.

Invirtió en programas de bacheo emergente ante la presión del pueblo, incluso se usó el sistema de reparación Jet-Patchert, una máquina especial de alta presión para tapar los agujeros.

En su momento, este medio informativo denunció que el “Dragón” estaba abandonado en una carretera que conduce hacia el municipio de Huixtla, en la costa de Chiapas; sin embargo, el 10 de septiembre de 2012, a través de un comunicado, el Gobierno del Estado activó nuevamente las máquinas.

Anunció que los dos Dragones y 50 constructoras trabajarían en la rehabilitación de calles con baches y en el reencarpetamiento, en Tuxtla Gutiérrez, con una inversión superior a los 72 millones.

Durante generaciones los baches se han convertido también en un agujero financiero; y continuará si no se ataca de raíz el problema, advirtieron expertos en ingeniería.

Rogelio Tamayo Carboney, presidente del Colegio de Ingenieros Civiles de Chiapas (CICCh), resumió que el problema obedece a muchas condiciones, es decir, “un mal proyecto, no hubo proyecto o no se contemplaron las características donde se hizo el pavimento”.

“Si haces el corte, rebajas, no compactas bien, metes relleno y no llevas control de calidad; es la tormenta perfecta”, comentó.

También se debe invertir debidamente los recursos económicos necesarios, cumplir las especificaciones y objetivos para que el trabajo dure el tiempo necesario; no obstante, “vamos al revés, primero hacemos el trabajo, luego vemos cuánto nos cuesta y después vemos si lo hicimos bien o mal. Si lo hicimos mal ni modo, total es un bache y los baches siempre salen; pero los baches no tienen por qué volver a salir”, resumió.

Para Carmen Gordillo Ruiz, presidenta del Colegio de Arquitectos de Chiapas (CACh), el bache se genera a raíz del tráfico, la humedad y la mala calidad de los trabajos; se tapa toda la absorción del suelo con la pavimentación, sin dejarles desagües suficientes.

Tanto Tamayo Carboney y Gordillo Ruiz están en desacuerdo en parchar con concreto los agujeros de las calles, como se están haciendo actualmente, debido a que son materiales distintos.

“Tienen diferente elasticidad y comportamiento; se produce una fisura entrambos y vuelve el bache”, comentó Carboney, al tiempo de anticipar que no es recomendable.

Gordillo Ruiz sostuvo que el concreto es rígido, de modo que con el tránsito de los vehículos el concreto quedará resaltado y el asfalto de alrededor se hundirá.

“El problema es abajo”, reflexionó.

Por su parte, Francisco Alberto Alonso Farrera, director de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Autónoma de Chiapas (Unach), coincidió -con los dos expertos anteriores- que es necesario un estudio técnico para determinar las causas reales y después solucionar el problema de raíz, aunque el estudio (el cual podría llevar dos años) requiere presupuesto.

“Hay que estudiar factores geotécnicos, geofísicos, hidráulicos, por mencionar algunos”, señaló.

Otro de los errores actuales en la reparación de baches, dijo Rogelio Tamayo del CCICh, es que le quitan el material, lo dejan abierto, le llueve y ya no sirve. En las próximas lluvias vuelve el problema.

“Al agua hay que tenerle mucho respeto; es como una dama, hay que dejarla pasar. Le pongo un subdren o pedraplén para que el agua no afecte y humedezca el pavimento”, explicó, al tiempo de anticipar la necesidad de un análisis previo para conocer de dónde viene la humedad, a fin de que el suelo no reblandezca y dañe debajo del pavimento.

Carmen Gordillo, presidenta del CACh, sugirió que otra de las alternativas es canalizar -mediante drenes pluviales- las bajadas de agua de los cerros y evitar que los ciudadanos o el propio Ayuntamiento rompa nuevamente la calle pavimentada para la instalación de un drenaje u otra cosa, pues luego, dijo, lo tapan pero no queda igual.

Otra opción, recomendó, es que en las colonias se podría construir rampas de concreto y piedra para que el suelo absorba el agua, es decir, las rampas sólo para las rodadas de las llantas y las piedras, compactadas entre los rieles, filtren el agua.

Con esto, anticipó, evitaríamos corrientes de agua y accidentes de tránsito, debido a que los automovilistas estarían obligados a circular despacio.

“Si nos damos cuenta, en estas calles no corre cantidad de agua”, recordó, al tiempo de comentar que algunas colonias tienen este sistema.

Rogelio Ramayo, titular del CCICh, señaló en una gráfica que la construcción, conservación y recuperación (inversión-tiempo-recuperación), es un claro ejemplo de los cambios que pueden presentar una carretera, de acuerdo con estudios especializados.

Explicó que si invertimos en la “construcción” para diez años, al llegar este plazo tenemos que inyectarle recursos para su “conservación”, pero si lo dejamos pasar, la línea horizontal de mantenimiento del pavimento comienza a caer, de tal suerte que cuando queremos levantarlo el costo de “operación” es más caro.

“Y esto es lo que ha pasado en Tuxtla Gutiérrez; se olvidan del mantenimiento y por eso no hay dinero que alcance”, conjeturó, al decir que a este programa de control se le llama “Administración o Gestión de Pavimento”.

Con este plan ahorraríamos muchísimo, ya que “sale cien veces más caro el costo de operación que el costo de construcción”.

Lo peor de todo, agregó, es que el costo de operación es el que todos pagamos, pues por un bache se ponchó la llanta del carro, se desvencijó el amortiguador o la rótula, o nos accidentamos por evitarlo.

El artículo 113, título IV, de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, De las Responsabilidades de los Servidores Públicos y Patrimonial del Estado, dice: La responsabilidad del estado por los daños que, con motivo de su actividad administrativa irregular, cause en los bienes o derechos de los particulares, será objetiva y directa. Los particulares tendrán derecho a una indemnización conforme a las bases, límites y procedimientos que establezcan las leyes.

Esta ley aún no está legislada en el Estado, comentó un abogado. Si la estuviera, dijo, el Ayuntamiento o el Estado tendría la obligación de reparar los daños causados a los automóviles por los baches, incluso, abundó con otro ejemplo, si eres asaltado y herido en una calle oscura podría también podría pagar tus gastos médicos por falta de alumbrado público o lámparas fundidas.

Por otra parte, el artículo 47 del reglamento de Construcción para el municipio de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, en el título IV de Servicios Públicos Municipales, en el apartado II de Pavimentos, dice: Sólo se admitirán en las calles de Tuxtla Gutiérrez los pavimentos de tipo rígido, esto es, los de concreto hidráulico.

Continúa: Se admitirán los empedrados siempre y cuando cumplan con los materiales requeridos o los de carpeta asfáltica, en este último caso, previo acuerdo especial del Ayuntamiento.

Rogelio Tamayo Carboney exhortó a que la gente reconozca que cuando se hagan los estudios verdaderos los trabajos serán duraderos, pues al escuchar los presupuestos la población prefiere un parque, además, dijo, exige resultados inmediatos.

En resumen el costo es bastante alto. Aproximadamente 500 millones para el mantenimiento y pavimentación del distrito federal.

Otra solución se encuentra en web blogingeniera.com en donde se habla sobre unos ingeniosos estudiantes de Cleveland han patentado un sistema que permite cubrir los baches, y evitar el peligro del paso de los vehículos, de una forma muy rápida y económica.

Su original iniciativa se basa en el uso de los “fluidos no-newtonianos”, que son aquellos cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión que se les aplica (pudiendo ofrecer un comportamiento de líquido a sólido, en función de la interacción recibida). Esta característica, como bien han visto los estudiantes, permite convertirlos en un elemento idóneo para cubrir temporalmente los baches ya que, si pasa un vehículo (debido a la presión que ejerce) su comportamiento sólido ofrece la estabilidad necesaria, mientras que en estado normal, el líquido rellena por completo los huecos del bache.

Partiendo de esta idea basada en el conocimiento de los fluidos, y tras diferentes pruebas que permitieron obtener la formulación perfecta, se comprobó que la mejor manera de utilizar este sistema para tapar los baches era a través de sacos impermeables de fibra de aramida (porque si se colocaran directamente en los baches, podrían terminar infiltrándose), que podrían llevar los responsables de garantizar el perfecto estado de las carreteras, para evitar la presencia de baches.

De esta forma, en cuestión de minutos se podría solucionar cualquier hueco existente en la carretera, ofreciendo un mecanismo ideal que mejora enormemente la seguridad de la vía, al menos hasta que se pudiera proceder a arreglar de forma tradicional el pavimento. A pesar de que las pruebas ya realizadas han sido un éxito, toca ahora comprobar si este invento puede servir también en circunstancias climatológicas adversas, porque en circunstancias óptimas ya se ha comprobado su gran utilidad.

Para pavimentar un camino se necesitan seguir los siguientes pasos:

1.- Desarrolla la base. Esta decisión es una elección entre la cal (la cal se mezcla con tierra para una profundidad de seis pulgadas o 15,23 cm) o base flex (una capa de piedra machacada con un montón de polvo de piedra) para actuar como un aglutinante. Cuando se añade el agua y la base se pone en su lugar, se pondrá duro. Esta capa es la primera que vas a pavimentar.

2.- Date cuenta de que la elección del tipo de mezcla es una decisión de ingeniería en relación al costo-valor. Los responsables deben decidir lo que funciona mejor en un área al mejor precio. Para suelos con alto contenido de arcilla, lo mejor es utilizar una base de cal. Las áreas de alto tráfico residencial funcionan bien con la base flex, pero los barrios con tráfico pesado comercial necesitan un camino a base de hormigón más tradicional.

3.- Elige el contratista adecuado para hacer el trabajo cuando pavimentes. Para este paso, conseguirás los planes aprobados por el ingeniero del condado o de diseño antes de poner el proyecto a licitación. Haz que el contrato sea firmado y elige el personal. Necesitarás un personal de inspección y un ingeniero para la revisión del plan. A continuación, haz un calendario con una fecha tope.

4.- Clasifica el camino que a la larga se convertirá en la carretera raspándolo con una máquina de carretera hecha específicamente para clasificar por debajo de la superficie de las capas de vegetación. Alisar la preparación y compactación del suelo en bruto es un paso vital para preparar y allanar el camino.

5.- Estira la mezcla base en el área nivelada antes de poner tu base flex, de modo que sea sólida y robusta. Durante un período de tiempo, el sub-grado se moverá e hinchará; pero es una barrera continua entre el suelo bruto y los materiales de pavimentación.

6.- Selecciona el tipo de mezcla para la capa superior. Las opciones son capa de sellado (asfalto cubierto de rocas), multi-capa de una mezcla de concreto asfáltico caliente (HMAC, por sus siglas en inglés) y el hormigón armado tradicional de pavimentación (RCPm por sus siglas en inglés). El contratista se encargará de supervisar la aplicación y el balanceo de la mezcla de pavimentación y el inspector aprobará que el proyecto se haya realizado correctamente.

Hay diversos materiales para pavimentar las calles, estos materiales son:

  • Cemento
  • Concreto
  • Asfalto
  • Materiales granulares
  • Materiales tratados con:
    • Cemento
    • Asfalto
  • Bases permeables

Si se hacen cuentas de los costos de la pavimentación resultaría aproximadamente lo siguiente:

El costo de un metro cúbico de asfalto en la planta es de aproximadamente $1,600.00. El acarreo en camión tiene un costo de $12/m3 el primer Km + $8/m3 el Km subsecuente. El tendido y compactado: $400.00.

Todo el trabajo tendrá $2,100.00 de costo con un indirecto razonable, cerca de los $2,800.00/m3.

Objetivo

OBJETIVO GENERAL:

Construir un mecanismo autónomo que rellene baches.

OBJETIVOS PERTICULARES:

-Contabilizar la cantidad de baches y conocer la ubicación exacta de cada una para programar su reparación.

-Reparar los baches.

-Marcar y señalizar aquellos que no se puedan reparar.

Justificación

Los baches son un problema que se ha vuelto muy común ya que, al ser ocasionados por los cambios de clima, el uso cotidiano que se le da al pavimento, la mala calidad de los materiales que se utilizan y la irresponsabilidad, de aquellos que pavimentan, de colocar la suficiente cantidad de materiales para que dure por más tiempo, no se puede evitar que se formen. Estas pueden llegar a causar daños en el medio de transporte e inclusive provocar accidentes. El problema no es sólo la formación de estos, sino también la forma, el tiempo y personal que se necesita para esto tomando en cuenta que no se pueden encontrar, marcar y rellenar todos los baches con el proceso que se lleva a cabo hoy en día.

Hipótesis

Si logramos construir un robot que rellene baches, entonces podremos repararlos dejándolos de manera uniforme con el pavimento ya que los que no se puedan reparar serán marcados y señalizados.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

Material educativo EV3:

-3 sensores ultrasónicos.

-6 llantas.

-3 motores grandes.

-1 motor mediano.

-5 vigas de 15.

-2 vigas de 13.

-1 viga de 11.

-8 vigas de 9.

-7 vigas de 5.

-12 vigas de 3.

-1 llanta delgada.

-1 Liga roja.

-2 piezas de doble entrada en forma           perpendicular.

-8 Vigas en forma de “T”

-6 Vigas en forma de “L”

-1 Engrane Gris Grande.

-1 engrane negro grande.

-1 engrane mediano gris.

-1 engrane de corona pequeño.

-2 engranes de 8 dientes.

-5 Cuadros

– 2 Cuadros en forma de “H”

– 11 piezas de conexión bilateral.

-Una pieza de conexión permendicular con entrada de cruz.

-Dos vigas en forma de “L” pequeñas.

-10 conectores azules dobles.

-2 conectores bilaterales de tres.

-1 eje sin fricción largo.

-1 eje de 12.

-4 ejes de 8 con tope.

-2 ejes de 6.

-4 ejes de 5.

-14 ejes de 3.

-2 ejes de 4 con tope.

-6 topes pequeños

-20 topes grandes.

-4 conectores dobles con entrada de cruz.

-2 conectores dobles sin fricción.

-23 conectores azules dobles.

-1 eje de 2.

-1 pieza de conexión perpendicular doble.

-87 conectores negros.

-un cerebro.

-8 cables medianos.

-programa EV3 instalado en una computadora.

-1 tubo de parta dental

Procedimiento:

  1. Construir una base de desplazamiento con dirección en la llanta delanteras e impulso en las traseras.
  2. Colocar 3 sensores ultrasónicos, 2 a los laterales y uno al frente.
  3. Conectar los motores y sensores al cerebro.
  4. Construir el mecanismo que rellenara los baches.
  5. Ensamblar el mecanismo a la base y colocar un sensor boca abajo en la parte frontal.
  6. Conectar un sensor ultrasónico mirando hacia abajo en la parte frontal del robot.
  7. Programar el robot.

Galería Método

Resultados

Elaboramos un robot de 20x25x20 cm con 4 motores, 1 que controla la dirección, 1 para el mecanismo y 2 para el despalazamiento, 4 sensores ultrasónicos, 1 a la derecha, 1 a la izquierda, 1 al frente y 1 que detecte los baches. Y una programaciónapropiada al robot para llevar a cabo su tarea de rellenar baches y que se mueva por si mismo.

Galería Resultados

Discusión

Al concluir este proyecto nos dimos cuenta que a comparación de la información recuperada sobre la existente máquina de reparación de baches, nuestra máquina no utiliza el mismo procedimiento, la máquina existe ocupa directamente el pavimento y nuestro robot ocupa un sustituto de gel (pasta dental) que se amolda al hoyo.

 

Conclusiones

Nos dimos cuenta de que el mecanismo funciono de forma correcta unicamente en climas secos ya que, al haber lluvia, el agua se acumula en los baches cambiando su profundidad y creando un efecto diferente en el gel.



Mecanismo autónomo rellena baches

Summary

Nowadays the potholes are a problem very common, not just for the formation, also the the wrong maintenance and the wrong fix of it, due the fact of been a difficult process being a manual and a visual process also the quality of the material used to fix them. It is considerate like a problem because cause damage in the vehicle. Damage in the hydraulic suspension and the vehicle amortiguador. In the searching to improve this situation, material (a gel that when it dries it becomes solid, diminishing the impact of the fall), and a machine (that fills potholes) but this methods are not completely perfect because they have certain defects. The objective of this project is to build a mechanism that fills potholes uniformly, fixing the problem of the existing machine, using the existing gel but we want to replace it for silicon and using the educative material EV3 to build the robot that will fill the potholes. The project has the finality of build a robot that simulates be of the side of a real car, then we want to propose this idea to a big industry to make a plan more extensive to resolve the problem of the potholes in the most damaged zones. When we finished the robot we realized that it was difficult for the robot to comply with our specifications. That is how we came to the conclusion that the robot would be easier if it was of a bigger size .

Research Question

How to build an autonomy machine that fills potholes? How we will program our robot to detect, mark and fill the potholes?

Problem approach

On the streets there are imperfections called potholes that provoke damage.  To repair them is a long process in which is necessary a lot of material, time and people to fill the potholes uniformly. Even though the objective is not possible because is a manual process and that will be used, and that is why it provokes a lot of effort.

Background

Objective

General objective:

To build an autonomy machine that fills potholes.

Particular objectives:

-Count the number of potholes and know the ubication of each one to program their repair.

-Repair the potholes.

-Mark and sign the ones that aren´t possible to repair.

Justification

The potholes are a problem that has became very common. Since they are caused by the weather, the dairy use of the pavement, the bad quality of the material that is used and the responsibility, of the people that pave, to put the enough material to make longer the duration of pavement, we can´t avoid the formation of these. It could cause damage on the vehicles or cause an accident. The problem not is only the form, time and persons required for it, seeing that they can´t found, mark and fill the potholes with the actual process.

Hypothesis

If we build an autonomy machine that fills potholes, we could do repair them at the pavement level and the ones that are no possible to repair will be mark and sign.

Method (materials and procedure)

Procedure:

1. Build a basedisplacement direction and drive the front wheels in the rear.

2. Place a sensor on the front.

3. Connect the motors and sensors to the brain.

4. Build the mechanism to fill in potholes.

5. Assemble in the rear.

6. Place a sensor face down on the front.

7. Connect the motor and sensor macanismo stomach to the brain.

8. Set the robot to move forward, detect and fill the potholes.

Results

We developed a robot of 20x25x15 cm with 4 engines, one that controls the direction 1 and 2 for the mechanism for placing it forward, 4 ultrasonic sensors, 1 to the right, one on the left, one in the front and one to detect the potholes. And with the appropriate programming  the robot can perform its task of filling potholes and even moving by itself.

Discussion

We developed a robot of 20x25x15 cm with 4 engines, one that controls the direction 1 and 2 for the mechanism for placing it forward, 4 ultrasonic sensors, 1 to the right, one on the left, one in the front and one to detect the potholes. And with the appropriate programming  the robot can perform its task of filling potholes and even moving by itself.

Conclusions

We realized that the mechanism works correctly only under dry weather, in fact if it is a rainy day the water accumulates in the potholes and it changes its depth and also rain creates a different effect when the gel is applied.