Las cinco etapas del diseño técnico: construir un soporte para celular
TecnologíaDibujo técnico y diseñoEdades 13–14
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Recorre las cinco etapas del proceso de diseño técnico de un producto sencillo: definir el problema y los criterios, proponer y elegir una solución, construir un prototipo, probar la solución y elaborar la documentación técnica. En la etapa de prueba, el estudiante pulsa Probar carga para colocar un objeto sobre el prototipo: la simulación comprueba la condición de vuelco según la posición del centro de masa respecto a la longitud de la base y calcula la tensión de flexión σ = M/W en la pata de apoyo para compararla con la tensión admisible del material. Si falla, el estudiante pulsa Mejorar para alargar la base y probar de nuevo, lo que refleja que el diseño es un proceso iterativo. Un segundo escenario, el reto global de abastecer de agua potable a una aldea, pide fijar criterios y restricciones cuantitativos (litros por persona y día, presupuesto, energía, mantenimiento), resolver el bombeo, el tratamiento y el almacenamiento como subproblemas con un registro de pruebas y mejoras, y evaluar el sistema frente a la especificación comparando opciones en una matriz de decisión ponderada.
Lección: Las etapas básicas del diseño técnico: definir el problema, proponer soluciones, construir un prototipo, probar y documentar
Qué muestra
El diseño técnico es iterativo: se define el problema con criterios medibles, se elige una solución, se construye y prueba un prototipo y se documenta. En el escenario del soporte para móvil, la prueba comprueba que el centro de masa de la carga quede sobre la base y que la tensión de flexión σ = M/W (W = b·t²/6) en la pata no supere la tensión admisible. El parámetro Escenario ofrece además un reto global, agua potable para una aldea: fijas criterios y restricciones cuantitativos, resuelves bombeo, tratamiento y almacenamiento como subproblemas, registras cada ciclo de prueba y mejora y juzgas el sistema con la especificación y una matriz de decisión ponderada.
Cómo usarla
Usa Etapa siguiente y Etapa anterior para recorrer las cinco etapas. En el escenario del soporte, fija producto, masa, Material del prototipo y ángulo, pulsa Probar carga y luego Mejorar si el prototipo vuelca o se rompe. Cambia Escenario al reto del agua: en la etapa 1 fija población, litros por persona, altura de bombeo y límites; en las etapas 2–4 elige y dimensiona bomba, tratamiento y depósito y pulsa Probar y registrar; en la etapa 5 cambia los pesos y compara las opciones.
Parámetros que puedes cambiar
- Producto que se diseña Soporte de celular, Minilibrero de escritorio, Portalápices con soporte
- Masa del objeto colocado 100–1000 g
- Material del prototipo Cartón de 3 mm de espesor, Contrachapado fino de 5 mm, Plástico PLA impreso en 3D de 4 mm, Chapa de aluminio de 2 mm
- Ángulo de inclinación del objeto respecto a la mesa 20–80 °
- Escenario Cinco etapas: soporte para móvil, Reto global: agua potable para una aldea
- Población de la aldea (escenario del agua) 100–2000 personas
Preguntas para explorar
- ¿Cómo cambia la posición del centro de masa y el riesgo de vuelco al aumentar el ángulo de inclinación?
- ¿Qué materiales del prototipo resisten una carga de 1000 g y cuáles fallan por rotura y no por vuelco?
- ¿Por qué alargar la base evita el vuelco pero no impide que se rompa la pata de apoyo?
