Equipo [Equipo 2] Luis Erick Cruz Neri[1 Copán], Rodrigo Guzmán García[1 Copán], Jorge Ruíz Gonzalez[1 Copán]
La mochila presenta un 75% más resistencia que otras, además de que gracias a esto su durabilidad también aumenta, sabemos que una mochila es un objeto de uso muy común y que una de las mayores preocupaciones en nuestro país es la seguridad y protección contra desastres naturales y además conseguirlo a bajo costo, la mochila está hecha con policarbonato de 4 mm que puede resistir hasta 170 kg/m2 y tiene una resistencia al impacto de 20 kg, lo que puede evitar que sea abierta o rota, este material se utilizó para cubrir por dentro la mochila y luego se utilizó un material llamado fibra de carbono el cual sirvió para darle un mejor aspecto además de profesional. De acuerdo con el Centro Británico de Geociencia, todos los años ocurren un promedio de 15 terremotos de magnitud superior a 7 grados. Aunque en México se tiene un protocolo contra desastres naturales lo cierto es que en casa no tenemos uno que nos permita tomar las medidas necesarias en caso de sismo, la mochila es una opción para poder guardar objetos de valor en estos casos. Dentro de la mochila se pueden guardar muchos objetos de gran tamaño, como un kit de primeros auxilios, emergencia, supervivencia, también algunos alimentos no perecederos, prendas de vestir, herramientas, aparatos electrónicos, etc.
De acuerdo con el artículo publicado por el periódico El Heraldo, México comenta “Es un país altamente propenso a sufrir desastres naturales, por ejemplo, los sismos y los huracanes tan solo en 2016, los daños y pérdidas por los desastres naturales ascendieron a 13 mil 793 millones de acuerdo con el Centro Nacional de Prevención de Desastres. De acuerdo con el Centro Británico de Geociencia (British Geological Survey), todos los años ocurren un promedio de 15 terremotos de magnitud superior a 7. En México no hay cultura de prevención de desastres. Se habla de programas al respecto, pero a 30 años del sismo de 1985, que afectó a la Ciudad de México, no se ha caminado en ese sentido. Actividades como los simulacros ya no son tomados en serio y más bien la ciudadanía los ve como un problema, afirmó la doctora Irasema Alcántara Ayala, investigadora del Instituto de Geografía de la UNAM).
La primera mochila, hecha con pieles de animales, se remonta alrededor del año 3.000 a.C. Su propietario se llamaba Otizi y se cree que fue el primer excursionista de la historia que la utilizó para sus viajes. Las mochilas se crearon para satisfacer la necesidad de llevar madera, armas, alimentos y otros utensilios de una forma cómoda.
Las mochilas se crearon para satisfacer la necesidad de llevar madera, armas, alimentos y otros utensilios de una forma cómoda. La primera mochila, hecha con pieles de animales, se remonta alrededor del año 3.000 a.C. Su propietario se llamaba Otizi y se cree que fue el primer excursionista de la historia que la utilizó para sus viajes.
En el siglo XX estos accesorios comenzaron a tomar una forma más cercana a lo que conocemos hoy en día, siendo el primer modelo de lona fabricado por el sindicalista noruego Ole F. Bergan en 1909.
En 1922 Lloyd Nelson inventó el “Trapper Nelson’s Indian Pack Board”, una mochila estructura rígida ideal para hacer senderismo. Contaba con una estructura externa de manera, una tela que ayudaba a los movimientos de la espalda y una bolsa para poder guardar los objetos personales.
Unos años más tarde, el coronel Henery C. Merriam hizo una mochila militar diseñada ergonómicamente. En 1950 Ake Nordin fabricó un modelo de algodón con estructura de madera y correas de cuero, siendo mucho más cómoda y repartiendo mejor la carga en la espalda.
Durante los años 70, los estudiantes americanos ya las llevaban con asiduidad mientras que, en Europa, esta tendencia no se extendió hasta finales de los 80, cuando estas sustituyeron a los clásicos bolsos de piel que se usaban para ir al colegio.
Podemos decir que este objeto ha pasado por varias épocas, transformándose cada cierto tiempo según los usos y costumbres de la época. Se han consolidado con éxito y, en la actualidad, se han convertido en complementos de moda.
A pesar de que siempre se ha visto como un artículo para ser usado por estudiantes y jóvenes, con el paso de los años son cada vez más los adultos que confían en ellas para llevarlas al trabajo. Como reconoce Leonardo Previ en su libro: “Nuestros hijos son mochileros: con la ayuda de una mochila son capaces de afrontar mejor la volatilidad, incertidumbre, complejidad y ambigüedad del mercado laboral actual explotando al máximo sus capacidades físicas y mentales.”
Son cómodas y versátiles pero es que la cantidad de modelos es abrumadora: hay pequeñas o grandes, de estilos más casual, más formales o más coloridas, con complementos para el día a día (como los mencionados al inicio del post), con materiales más resistentes, modelos antirrobo para una mayor seguridad, algunas con bolsillos de protección RFID…
Muy lejos quedan aquellos diseños que únicamente consistían en una sencilla bolsa que se podía colgar de la espalda.
Como has podido ver en otros posts relacionados como el de historia del bolígrafo, es muy interesante ver el origen y evolución de estos objetos y cuánto han cambiado desde sus primeros prototipos.
Las mochilas como artículos promocionales
No es casualidad que las mochilas personalizadas se encuentren dentro de los regalos publicitarios más vendidos. Estas están disponibles en todo tipo de diseños que se adaptan a cualquier ocasión. Por supuesto, no faltan aquellas en versión ecológicas, es decir, respetuosos con el medio ambiente gracias a una fabricación mediante la cual se ahorra agua, se hacen con materiales reciclados, con algodón orgánico… Siendo perfectas para aquellas empresas sensibilizadas con la necesidad de cuidar el planeta
Aunque te puedes imaginar cuáles son las más populares: las mochilas de cuerdas. Estas son las dueñas del ámbito deportivo, tanto si hablamos de un evento concreto (como una maratón) como de las propias compañías (como pueden ser gimnasios y otros centros).
Tampoco faltan las clásicas mochilas escolares, las cuales se adaptan a las medidas de los alumnos. Muchas guarderías, colegios e institutos entregan a sus alumnos estos accesorios personalizados con el logotipo del centro. Incluso, en algunos casos, se hace regala un pack que incluye estuche, bolígrafos o sudaderas… Creando un sentimiento de pertenencia a la entidad.
Las mochilas para portátil son un imprescindible para los trabajadores que se desplacen constantemente, bien sea de un municipio a otro para visitar clientes o bien hacia otras regiones para asistir a una reunión o conferencia. Además, cada vez son más populares los diseños antirrobo, los cuales tienen la cremallera oculta a la vista.
En el siglo XX estos accesorios comenzaron a tomar una forma más cercana a lo que conocemos hoy en día, siendo el primer modelo de lona fabricado por el sindicalista noruego Ole F. Bergan en 1909.
En 1922 Lloyd Nelson inventó el “Trapper Nelson ‘s Indian Pack Board”, una mochila estructura rígida ideal para hacer senderismo. Contaba con una estructura externa de manera, una tela que ayudaba a los movimientos de la espalda y una bolsa para poder guardar los objetos personales.Unos años más tarde, el coronel Henry C. Merriam hizo una mochila militar diseñada ergonómicamente.
En 1950 Ake Nordin fabricó un modelo de algodón con estructura de madera y correas de cuero, siendo mucho más cómoda y repartiendo mejor la carga en la espalda.
Durante los años 70, los estudiantes americanos ya las llevaban con asiduidad mientras que, en Europa, esta tendencia no se extendió hasta finales de los 80, cuando éstas sustituyeron a los clásicos bolsos de piel que se usaban para ir al colegio.
Llegamos al primer punto y resolvemos una de las primeras cuestiones que. como hemos mencionado, causan una pequeña controversia.
Se cree o se dispone que, el inventor de la primera fibra de carbono, no fue otro que Thomas Alva Edison.
El creador de la primera bombilla o lámpara incandescente, antes de la elaboración de las mismas con tungsteno (aproximadamente en 1879), fabricaba los primeros filamentos para las bombillas con hilos de algodón o láminas de bambú calentados en un horno a altas temperaturas.
Estos materiales están compuestos por celulosa y, ésta a su vez, se compone en gran parte por carbono.El resultado eran unos filamentos carbonizados, pero todavía no se podían considerar fibra de carbono porque no tenían, ni por asomo, la calidad de los compuestos modernos.
Aunque los inventores Joseph Wilson Swan, Thomas Alva Edison y Lewis Howard Latimer coquetearon con la fibra de carbono durante la segunda mitad del siglo XIX, el primero que consiguió fabricar un material similar al que usamos hoy en día fue el físico estadounidense Roger Bacon.
Fibra de carbono
La fibra de carbono se utilizó por primera vez en 1879. Thomas Alba Edison lo patentó para utilizarlo como filamento para la bombilla eléctrica.
La fibra de carbono puede ser utilizada para reforzar vigas y restaurar su capacidad a la tensión, así como aumentar o reconstruir el confinamiento. En el caso de las vigas se puede utilizar en tiras para ayudar a la captación de los esfuerzos tensionantes en el caso de que las varillas de acero están muy deterioradas.
En 1960, en Japón, Akio Shindo de la Agencia de la Ciencia Industrial Avanzada y Tecnología, utilizó por primera vez el poliacrilonitrilo (PAN) y se obtuvo una muestra de fibra de carbono con pureza de 55 %. El proceso ha mejorado y hoy en día es posible producir hilos con pureza del 95 al 99 % de carbono.
El nombre de fibra de carbono es otorgado porque contiene hilos compuestos de mini filamentos de carbono, con diámetros entre 5 y 10 μm.
Su composición atómica es cercana al grafito. En el grafito los microfilamentos o placas de carbono se colocan ordenadamente unas sobre otras y se entrelazan con fuerzas débiles, por lo que el grafito es blando y muchas veces transparente. En el caso de la fibra de carbono, miles de microfilamentos se apilan de manera desordenada y densa, lo que le da gran resistencia al material.
Se considera que la fibra de carbono tiene mejores características que el acero ya su resistencia mecánica es 10 veces mayor. Adicionalmente es un material muy liviano, como el plástico, con una densidad de 1.750 kg/m3
Tela de fibra de carbono
La fibra de carbono se comercializa en forma de tela con diferentes espesores. Sus características principales son las siguientes:
Origen de la fibra de carbono
La fibra de carbono se utilizó por primera vez en 1879. Thomas Alba Edison lo patentó para utilizarlo como filamento para la bombilla eléctrica.
En 1958, Robert Bacon generó una investigación sobre fibras de alto rendimiento en el Centro Técnico de Union Carbide en Parma en Cleveland, Ohio, lamentablemente este procedimiento fue muy poco efectivo ya que provocaba la acumulación de solamente el 20% del carbono.
En 1960, en Japon, Akio Shindo de la Agencia de la Ciencia Industrial Avanzada y Tecnología, utilizó por primera vez el poliacrilonitrilo (PAN) y se obtuvo una muestra de fibra de carbono con pureza de 55 %. El proceso se ha mejorado y hoy en dia es posible producir hilos con purezas del 95 al 99 % de carbono.
La fibra de carbono es un material compuesto, relativamente caro frente a los materiales que normalmente se utilizan en la construcción. Se comercializa principalmente para la industria automotriz y de aviación debido a que resiste muy bien los altos esfuerzos y tiene bajo peso.
La fibra de carbono se compone de hilos de carbono entrenzados sobre una matriz, normalmente epóxica, a la que se le adiciona un agente endurecedor.
Componentes de la fibra de carbono
El componente más importante de la fibra de carbono es el PAN (poliacrilonitrilo). Los hilos de PAN entrelazados conforman la fibra de carbono.
El petróleo está constituido principalmente de carbono, el cual procede de una fuente de fósiles orgánicos, por lo que, la mayoría de los componentes de la fibra de carbono provienen del petróleo.
Criterios de producción
A través de un proceso de calentamiento del PAN, las moléculas diferentes al carbono, salen del compuesto, mientras las moléculas de carbono se reordenan, conformando una unión hexagonal fuerte. Así, la fibra de carbono resulta de la quema del elemento precursor que elimina los compuestos químicos extraños.
El procedimiento más utilizado para producir la fibra de carbono es el siguiente:
A una temperatura de 300 °C el material es estirado en un horno especial, provocando el alineamiento de las moléculas para su estabilización. Después de 1000 °C se queman los rastros de nitrógeno o hidrógeno y las moléculas de carbono se orientan de forma hexagonal a lo largo de la fibra. Adicionando un nuevo periodo de calentamiento a 2000 °C, se le aplica finalmente un catalizador que provee de adherencia a la fibra.
El resultado obtenido son filamentos de carbono con una pureza del 95 al 99 %. Este material es trefilado a diámetros de 5 a 10 um, 5 veces más fino que un cabello humano. Los hilos trefilados de carbono se les conocen como “mechas de carbono”, estas mechas se trenzan en ambas direcciones de manera que se forme una tela.
Existen varios tipos de trenzado según el uso del material. Existe el trenzado llamado roving donde intervienen 12,000 filamentos. Un trenzado más fuerte es llamado heavy roving o trenzado pesado que incluye hasta 400,000 filamentos y produce un material mucho más resistente. Una vez realizado el trenzado, la tela resultante se somete a un proceso donde se le aplica la resina epóxica y el catalizador. De acuerdo con el tipo de trenzado se puede especificar que la resistencia del tejido sea mayor en una dirección que en otra. La resistencia de la fibra de carbono se puede observar en el momento de un impacto, donde la fuerza del objeto que impacta se distribuye entre miles de hilos de carbono. Ello provoca que en muchos casos el material ni se deforme.
El segundo componente es la resina, un agente que se endurece en presencia de un catalizador. La resina más utilizada es una tipo epóxica, llamada diglicidil-eter de bisfenol o BADGE (López F et al., 2000) que supera la resistencia de otras resinas como la poliéster, además de resistir temperaturas superiores a 200 °C y la corrosión y ataque de varios agentes químicos.
Dependiendo del producto utilizado, una fibra conocida en el mercado como UHM puede alcanzar una resistencia a la tracción de 2400 MPa. De forma similar la fibra tipo IM, podría llegar a tener una resistencia a la tracción de 6200 MPa con un módulo de elasticidad de 234.4 GPa (Bernal et al, 2009).
Ventajas del uso de fibras de carbono en estructuras
Entre las ventajas de usar la fibra de carbono como estructura de refuerzo están: mayor resistencia a los impactos, mayor resistencia al fuego y mejor aislamiento térmico. El aumento de la resistencia aporta mayor capacidad a esfuerzos de tensión y confinamiento de los elementos compuestos.
La fibra de carbono puede ser utilizada para reforzar vigas y restaurar su capacidad a la tensión, asi como aumentar o reconstruir el confinamiento. En el caso de las vigas se puede utilizar en tiras para ayudar a la captación de los esfuerzos tensionantes en el caso de que las varillas de acero estén muy deterioradas.
En las columnas, se considera una mejor disposición la colocación de un encamisado con fibra de carbono, restaurando su capacidad para resistir esfuerzos de tensión cuando el acero ha dejado de ejercer su función y aumenta el confinamiento.
Los desastres naturales y una insuficiente cultura preventiva hacen que este tipo de fenómenos y los accidentes sean causa de la mayor cantidad de pérdida de vidas, advirtió el coordinador nacional de Protección
Policarbonato
El policarbonato está presente en neumáticos, filtros, válvulas, cubiertas de protección, chasis y piezas para la máquina de coser, entre otros componentes de la ingeniería mecánica.
El policarbonato es un material sintético con excelentes propiedades, ligero, resistente, ahorra energía, es seguro y muy utilizado en la construcción civil. Este polímero termoplástico obtenido a partir del ácido carbónico, se utiliza para fabricar láminas o paneles en sustitución del vidrio o cristal.
En el mercado es posible encontrar el policarbonato celular y el policarbonato compacto transparente. Una de las principales diferencias es la relativa a la transparencia, mayor en el caso del policarbonato compacto.
El policarbonato celular, además de ser estéticamente agradable y económico en comparación con el vidrio, también es mucho más seguro, práctico y curvable en frío. Esta última característica es muy importante, ya que permite la creación de muros y techos curvos de forma sencilla.
También tienen una alta transparencia, alrededor del 78% de transmitancia de luz. Además de la transparencia, tienen excelentes cualidades aislantes y buena resistencia mecánica, reduciendo significativamente los costes de energía.
La estructura alveolar de estos paneles los hace ligeros y, por tanto, fáciles de usar, manipular, colocar y también son muy resistentes a golpes, grietas y cargas. Por este motivo los encontramos a menudo en cubiertas exteriores de terrazas, lucernarios, claraboyas, tragaluces.
Su uso en el mundo de la construcción civil e industrial es extremadamente amplio: ventanas fijas y con aberturas, estantes, mamparas, áreas transparentes en acoplamiento con paneles sándwich, tabiques, etc.
El uso de estos paneles no es solo para fines técnicos y funcionales, sino también arquitectónicos. A menudo los encontramos aplicados en grandes estancias con el único propósito de organizar los espacios interiores; además, son elementos sobrios y a la vez muy elegantes, adecuaos para cualquier contexto doméstico o profesional.
Las planchas de policarbonato celular también se pueden utilizar como filtros para retener la radiación ultravioleta: basta con aplicar una película protectora especiales en la superficie.
El policarbonato compacto transparente se utiliza principalmente en cubiertas con diversas aplicaciones especialmente en el sector de la construcción, en escuelas y hospitales u otros lugares públicos.
Su peculiaridad es su resistencia: es un material más resistente que el vidreo, tanto que en muchas aplicaciones se prefiere a este último, por su calidad en transparencia como por ser un material plástico más resistente a los impactos y arañazos. Entre las propiedades del policarbonato compacto, se encuentra indudablemente la capacidad de aislar frente a los agentes atmosféricos externo.
Las planchas de policarbonato compacto transparente tienen una mayor transmitancia de luz que el vidrio (91%). Esta característica la hace perfecta para tejados que necesitan un gran paso de luz.
En espesores de 0,75 mm a 3 mm, las planchas son adecuadas para cubiertas curvas, ya que estas se pueden curvar en frío y se pueden fijar fácilmente a los marcos de soporte.
En espesores de 10 mm a 15 mm, las planchas de policarbonato compacto también se pueden utilizar como paneles de seguridad para las áreas exteriores de restaurantes, para las barreras de impacto de pistas y recintos deportivos, protección de maquinaria industrial, barreras acústicas.
Crear un prototipo de mochila de emergencia resistente para ayudar a las personas a resguardar artículos para supervivencia.
La mochila es un objeto indispensable para llevar objetos de valor de un lugar a otro por ende estamos creando esta mochila pero, ¿qué tiene de especial esta mochila?. Primeramente comentar que en una mochila de emergencia, se pueden guardar diferentes cosas, se deben considerar para guardar artículos como: botiquín de primeros auxilios y documentos importantes. Las autoridades sugieren que para prevenir y reducir riesgos se debe contar con un plan de protección civil, dentro del cual uno de los elementos básicos a considerar es la mochila de emergencia. La Universidad Anáhuac recomienda tener lista una mochila de emergencia permitirá estar más preparado para enfrentar situaciones extraordinarias como sismos, inundaciones, accidentes o simples cortes de luz, este tipo de mochilas hará que una persona pueda sobrevivir o guardar artículos importantes, es necesario tener una consciencia de prevención en casa.
Si logramos crear un prototipo de mochila de emergencia entonces podremos ayudar a las personas a resguardar artículos para supervivencia
Materiales
Procedimiento
La mochila funciona ya que al realizarle las pruebas al policarbonato con el plástico comprobamos la resistencia del golpeando en repetidas ocasiones con un martillo (al menos 30 veces) solo se logró abollar y comprobamos que solo se rayo un poco, no se logró abrir, un punto muy importante es que el costo fue de $800, es ergonómica, no resulta pesada, en ella cabe un botiquín de primeros auxilios un folder plástico con documentos, lámpara de emergencia, una botella de agua, encendedor y dos alimentos no perecederos.
Es necesario, como ya lo hemos comentamos tener la cultura de la prevención de desastres, sabemos que México se encuentra en una zona de sismos y desafortunadamente inseguridad, es por eso que debemos tomar las precauciones necesarias y la mochila que proponemos puede ayudar en estas situaciones.
La mochila de emergencia es muy resistente y protege bien las cosas en el interior gracias a las propiedades del material elegido “policarbonato”, aunque tiene una gran desventaja por fuera ya que no cuenta con protección exterior. Es importante informarnos de forma adecuada sobre la prevención de desastres, las medidas que debemos tomar cuando estamos en casa y en la calle, platicar sobre lo que cada miembro debe hacer y como hacerlo para disminuir las posibles consecuencias negativas.
S.L., G. (2022, 25 febrero). Historia de la mochila: sus inicios y uso como regalo publicitario. Blog GiftCampaign.es. https://www.giftcampaign.es/blog/historia-mochila-origen/
Mochila de emergencia para cualquier eventualidad. (n.d.). https://www.anahuac.mx/mexico/noticias/Mochila-de-emergencia
Escasa cultura de prevención de desastres en México | Universidad de Guadalajara. (n.d.). https://www.udg.mx/es/noticia/escasa-cultura-de-prevencion-de-desastres-en-mexico
The backpack has 75% more resistance than others, and thanks to this its durability also increases, we know that a backpack is a very common object and that one of the biggest concerns in our country is safety and protection against natural disasters and also get it at low cost, the backpack is made of 4 mm polycarbonate which can withstand up to 170 kg/m2 and has an impact resistance of 20 kg which can prevent it from being opened or broken, this material was used to cover inside the backpack and then a material called carbon fiber was used which served to give it a better look as well as professional. According to the British Geoscience Centre, an average of 15 earthquakes of magnitude greater than 7 degrees occur every year. Although Mexico has a protocol against natural disasters the truth is that at home we do not have one that allows us to take the necessary measures in case of an earthquake, the backpack is an option to store valuables in these cases. Inside the backpack can be stored many large objects, such as a first aid kit, emergency, survival, also some non-perishable food, clothing, tools, electronics, etc.
