Concurso · Concurso de Hidráulica
"Desafío Torricelli"
Entrada principal del edificio de laboratorios, FES Acatlán · miércoles, 4 de noviembre
El CECICM Acatlán y el Programa de Ingeniería Civil de la FES Acatlán invitan a la comunidad de Ingeniería Civil al Desafío Torricelli.
Diseña, construye y calibra un temporizador hidráulico analógico (clepsidra) que mida con la máxima precisión un tiempo objetivo, vaciando agua por gravedad a través de un orificio con el Principio de Torricelli. El tiempo objetivo se sortea en vivo el día del concurso.
Dudas y aclaraciones: concursoscecicmacatlan@gmail.com
Objetivo
Comprender la relación entre el tirante de agua (h), el área del orificio (Ao) y la velocidad de descarga; analizar la no linealidad del vaciado en recipientes de sección constante o diseñar sistemas de carga constante; y desarrollar habilidades de calibración, medición de tiempos y control de errores.
Participantes y equipos
Alumnas y alumnos inscritos en Ingeniería Civil de la FES Acatlán, de cualquier semestre. Equipos de 3 a 5 integrantes, que pueden ser de distintos semestres; cada persona solo puede estar en un equipo. Nombre de equipo original y respetuoso. Una persona capitana: es el contacto con el comité y quien declara el tiempo («¡TIEMPO!») en el ensayo oficial. Cada equipo consigue y paga sus materiales; el comité pone agua, cronómetro oficial y zona de prueba.
Inscripción y pago
1. Preinscripción en esta página del 15 al 22 de octubre (hasta las 19:00 h): nombre del equipo; nombre, número de cuenta, semestre y correo institucional de cada integrante; celular de la persona capitana. 2. Cupo de 15 equipos por orden de preinscripción. El comité confirma por correo; sin cupo, el equipo puede quedar en lista de espera. 3. Pago de $400.00 MXN por equipo en la oficina del Programa de Ingeniería Civil, a más tardar el viernes 23 de octubre a las 17:00 h. Sin pago se pierde el lugar, que pasa al siguiente equipo en espera. 4. La cuota no es reembolsable, salvo que el comité cancele el concurso. Lo recaudado se destina a la premiación.
El dispositivo
Máximo 2.5 litros de agua por ensayo. Todo el ensamble (tubo de nivel constante, soporte y válvula incluidos) cabe en una base de 40 × 40 cm y mide máximo 80 cm de alto. Al menos una cara del recipiente principal es transparente y la escala graduada se ve desde ella. Permitidos: botellas PET, tubos de PVC, cilindros de acrílico, placas de plástico, llaves de paso manuales, plastilina epóxica, mangueras de silicona y escalas impresas o graduadas a mano.
Prohibido
Componentes electrónicos, sensores, microcontroladores y válvulas solenoide. Relojería mecánica (engranajes, péndulos, contrapesos no hidráulicos). Aditivos que cambien la viscosidad del agua; solo se permite colorante vegetal transparente. Bombas, presurización externa y cualquier energía distinta de la gravedad. Recipientes de vidrio. Cada equipo lleva material para secar derrames y deja limpia su zona.
Estrategias de diseño
Se indica en la ficha técnica: 1. Sección constante con escala no lineal: como v = Cd·√(2gh), el nivel baja más rápido al inicio y la graduación debe reflejar esa curva. 2. Carga constante (tubo de Mariotte): caudal constante y escala lineal. 3. Geometría adaptada: el área del recipiente compensa la pérdida de velocidad, A(h) ∝ √h.
Mecánica del día
1. Registro e inspección (15 min): entrega de la ficha técnica impresa y revisión de medidas, volumen y ausencia de electrónica. Si no cumple y no se corrige, el equipo no compite. 2. Sorteo: frente a todos se saca de una urna el tiempo objetivo (un entero de 120 a 240 s, el mismo para todos) y el orden de participación. 3. Calibración (30 min): corridas de prueba con cronómetros propios. Al terminar ya no se modifica el dispositivo. 4. Ensayo oficial: 2 intentos seguidos. A la voz del juez se abre la válvula; nadie toca el dispositivo; la capitana grita «¡TIEMPO!» al llegar a la marca. Dos jueces cronometran y el tiempo real es el promedio. Entre intentos solo se rellena y seca (máx. 5 min).
Intento no válido
Se tocó el dispositivo durante la descarga. Hay fugas fuera del orificio de salida. El nivel inicial no estaba en la marca cero o el volumen pasó de 2.5 L. El dispositivo se modificó entre intentos. Un intento no válido vale 0 en precisión. El jurado puede repetir un intento por causas ajenas al equipo.
Ficha técnica
Impresa, máximo 2 páginas; se entrega en la inspección: 1. Datos del equipo y del prototipo (estrategia, descripción y dimensiones). 2. Ecuación de descarga del prototipo, v(t) = Cd·√(2gh(t)). 3. Coeficiente de descarga estimado y cómo se obtuvo. 4. Diagrama de calibración (h vs. t) o del sistema de carga constante.
Evaluación
Calificación final = 0.75 × precisión + ficha técnica y diseño (0 a 100). Precisión: error relativo e = |T real − T objetivo| / T objetivo × 100 del intento válido con menor error. e ≤ 1 %: 100 · ≤ 2 %: 90 · ≤ 3 %: 80 · ≤ 5 %: 70 · ≤ 7.5 %: 55 · ≤ 10 %: 40 · ≤ 15 %: 25 · ≤ 20 %: 10 · más de 20 % o sin intento válido: 0. Ficha técnica y diseño: cada juez califica con 1, 3 o 5 (2 o 4 si queda entre niveles) la ecuación de descarga, el coeficiente de descarga, el diagrama de calibración, la construcción y escala, y el cumplimiento y ejecución. Desempate: menor error relativo en el mejor intento; si persiste, decide el jurado por mayoría.
Descalificación y casos no previstos
Es motivo de descalificación: usar electrónica, relojería, bombas o aditivos prohibidos; exceder medidas o volumen sin corregirlo en la inspección; presentar un dispositivo o ficha que no sean trabajo del equipo; modificar el dispositivo fuera de la calibración; o poner en riesgo a otras personas, dañar las instalaciones o faltar al respeto. Los equipos que lleguen después del cierre del registro y la inspección no compiten (10 min de tolerancia). Si llueve o hay viento fuerte, el comité traslada o reprograma y avisa por correo. Lo no previsto lo resuelven el jurado y el comité; sus decisiones son inapelables.
Bases oficiales completas
Convocatoria, reglas y criterios de evaluación.