Escultura Cinética de Interacción Humana

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ESCULTURA CINÉTICA DE INTERACCIÓN HUMANA 
 
 
 
ANDRÉS GÓMEZ ARIZA 
 
 
Asesor: 
ÁLVARO ENRIQUE PINILLA SEPULVEDA 
Ingeniero mecánico, M.Sc., Ph.D. 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA 
BOGOTÁ. 
2006 
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PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE: 
INGENIERO MECÁNICO 
 
 
ESCULTURA CINÉTICA DE INTERACCIÓN HUMANA 
 
 
ANDRÉS GÓMEZ ARIZA 
 
 
Asesor: 
ÁLVARO ENRIQUE PINILLA SEPULVEDA 
Ingeniero mecánico, M.Sc., Ph.D. 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA 
BOGOTÁ. 
2006 
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INDICE 
 
 
INDICE 3 
LISTADO DE TABLAS 4 
LISTADO DE ILUSTRACIONES 5 
1- INTRODUCCIÓN 6 
1.1- CONCEPTOS BÁSCOS DE LOS INICIOS DE LA ESCULTURA 
CINÉTICA 10 
1.2- TENDENCIA ACTUAL DE LA INTERACTIVIDAD ARTÍSTICA 13 
1.3- ELEMENTOS INTERACTIVOS EN COLOMBIA 14 
 
2- OBJETIVO 18 
2.1- OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19 
 
3- DISEÑO CONCEPTUAL 21 
3.1- DEFINICION DEL PROBLEMA 21 
3.2- VARIABLES DE ENTRADA 25 
3.3- ANÁLISIS DE RELACIONES ENTRE PIÑONES Y ENGRANES 34 
3.4- ANÁLISIS DE INERCIAS EN PIEZAS MÓVILES 36 
3.5- ANÁLISIS DE ESFUERZOS 39 
3.6- ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE ENGRANES TIPO BASTÓN 43 
 
4- CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO 44 
5- OPINIONES 57
 
6- CONCLUSIONES 59 
 
7- ANEXOS 61 
 
8- BIBLIOGRAFIA 66 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTADO DE TABLAS 
 
 
 Página. 
 
Tabla 1 27 
Tabla 2 28 
Tabla 3 34 
Tabla 4 35 
Tabla 5 39 
Tabla 6 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTADO DE ILUSTRACIONES 
 
Figura 1 7 
Figura 2 8 
Figura 3 8 
Figura 4 10 
Figura 5 11 
Figura 6 13 
Figura 7 15 
Figura 8 22 
Figura 9 23 
Figura 10 25 
Figura 11 32 
Figura 12 36 
Figura 13 37 
Figura 14 44 
Figura 15 45 
Figura 16 46 
Figura 17 46 
Figura 18 47 
Figura 19 48 
Figura 20 49 
Figura 21 50 
Figura 22 51 
Figura 23 53 
Figura 24 54 
Figura 25 55 
Figura 26 56 
Figura 27 61 
Figura 28 62 
Figura 29 63 
Figura 30 64 
Figura 31 64 
Figura 32 65 
Figura 33 65 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUCCIÓN 
 
Bogotá está pasando por una etapa de crecimiento urbano que abarca todos los 
ámbitos, en los que se puede incluir la infraestructura, la educación y la cultura 
entre muchos otros. 
El objetivo de este proyecto de grado es el de ayudar a generar un crecimiento 
cultural de los bogotanos mediante la presentación de una escultura cinética que 
además de darle un objeto de decoración al paisaje urbano, le genere un interés 
intelectual a la sociedad. 
 
El autor del proyecto tiene una experiencia en la pintura de 5 años y en la 
escultura de 1 año. Iniciada esta con la abstracción de la figura humana plasmada 
en oleos y acrílicos sobre lienzos. Cambiando su estilo, continuó con obras 
abstractas llenas de color con el fin de generar emociones al espectador al 
combinar elementos innovadores como guayas de acero, láminas metálicas, 
madera, etc. 
 
Al combinar esta experiencia artística con su conocimiento ingenieríl, el autor, 
busca innovar y fusionar estos dos aspectos para crear un nuevo género en el arte 
urbano bogotano. 
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Obras como las de Alexander Calder, Jean Tinguely o Ganson, entre otros, serán 
los principios en los que el autor de este proyecto se basará. El estilo utilizado por 
estos artistas busca involucrar el arte en las ciudades como objetos del paisaje 
urbano. Algunos ejemplos de estas esculturas expuestas en ciudades europeas 
son mostrados a continuación. 
 
 Figura1 
 
Esta escultura juega con el paisaje, utilizando una abstracción de un objeto natural 
y lo involucra con la urbe. 
 
 
1 Fotografía obtenida el 2 de noviembre del 2005 de la pagina web 
http://noticampus.uprrp.edu/imagenes/generales20052006/Art eUrbano0009.JPG 
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 8 
Figura2 
Obras como esta, de Jean Tinguely, utilizan la sensación de movimiento, siendo 
aún estática para complementar la idea original de la obra. 
Figura3 
Estas dos esculturas ya muestran un movimiento en su estructura que ayuda a la 
escultura a tener una expresión más llamativa. 
 
 
2 Fotografía obtenida el 2 de noviembre del 2005 de la pagina web http://froehlich.hfm-
wuerzburg.de/~muench/pix/tinguely.jpg 
 
3 Fotografías obtenidas el 2 de noviembre del 2005 de l as paginas web respectivas 
http://www.kunstikeskus.ee/stuudio/virtuaalkool_pop/jpg/jean_tinguely_fountain_f.JPG, 
http://www.stmk.gv.at/verwaltung/lmj-ng/04/tinguely/cover.jpg 
 
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1.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS INICIOS DE LA ESCULTURA CINÉTICA. 
 
 
Con el nuevo pensamiento de arte contemporáneo que invadió el siglo XX, la 
percepción del arte en el mundo comenzó a cambiar. Ideas como el uso de 
chatarra, con el fin de darle otra visión a los objetos que nos rodean a diario, 
sustentan la contemporaneidad en el arte que no es más que el cambio de 
tendencias por unas basadas en la innovación y originalidad; elementos propios 
de la modernidad. 
 
Con la idea de generar nuevas experiencias al apreciar una obra, artistas como 
Alexander Calder comenzaron a buscar elementos comunes que en conjunto con 
otros elementos no convencionales dan una armonía en tres dimensiones de una 
idea. Alambres, láminas y chatarra fueron para Calder los principales elementos 
de expresión. En 1931, Calder se convierte en el primer gran exponente del 
movimiento artístico denominado como “Arte Cinético” al crear objetos móviles 
impulsados por motores. 
Aunque, su estilo cambió hacia las esculturas estáticas de gran tamaño, dio una 
gran iniciativa a nuevos artistas para experimentar con nuevas formas de 
expresión. 
 
 
 
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 10 
 
 
Figura 4 
Alexander Calder. “Performing seal” 1950 
Lámina y alambre de acero. 
 
Marcel Duchamp y Jean Tinguely también aportaron creaciones en la década de 
1920 junto a Calder, todos con algo en común: sus esculturas se basaban en 
fuerzas provenientes de energía eléctrica, energía eólica, fuerza humana o 
hidráulica. 
 
Generalmente este tipo de esculturas son expuestas en espacios abiertos debido 
 
4 CALDER, Alexander. Performing seal, En: Images. [en línea]. [Consultado 12 agosto 2006]. Disponible en< 
http://www.mcachicago.org/MCA/Education/Teachers/Book/images/Calder-big.JPG> 
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en muchos casos por el tipo de energía que utilice, ya sea eólica, hidráulica u otra 
que necesite de espacio abierto. 
 
Esta tendencia del espacio en el que están ubicadas las obras tiene también un 
sentido ya que los artistas buscan acoplar el ambiente que rodea al espectador 
con la obra en sí. Para lograr este objetivo, la escultura debe estar situada en un 
lugar con afluencia de público ya que este juega un papel indispensable en la 
obra. Por esto una cantidad significativa de esculturas cinéticas están ubicadas en 
centros urbanos concurridos. 
Figura 5 
Jean Tinguely. “La Fuente”. Suiza. 
 
La abstracción de parámetros que definen un objeto figurativo, es la base de lo 
abstracto. En este punto el observador comienza a interactuar con la obra. Al tener 
 
5 TINGUELY. Jean. La Fuente. En : Pics. [En línea] .[Consultado12 de agosto 2006]. Disponible en 
<http://www.reisepostcards.de/uploads/pics/Freiburg_brunnen.jpg> 
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implícito factores importantes de la figura a expresar, la obra, puede ser analizada 
y apreciada en diferentes perspectivas dependiendo del observador. Con esto la 
obra juega un papel lúdico ya que involucra la capacidad de abstracción del 
observador incluyendo la capacidad de imaginación y desarrollo mental. 
 
 
1.2. TENDENCIA ACTUAL DE LA INTERACTIVIDAD ARTÍSTICA 
 
Con tecnología como control y desarrollo de algoritmos programados en 
computador, la interacción del hombre con el arte esta tomando nuevos rumbos y 
tendencias. Este concepto es conocido como “instalación”, donde el individuo 
interactúa con elementos multimedia ya sean audio, video o hasta sensaciones de 
texturas y olores que buscan el objetivo primordial del arte: generar una 
sensación. 
La búsqueda de nuevas formas de expresar ideas, día a día aumenta cada vez 
mas llegando incluso a expresiones que no son fáciles de encasillar como 
“artístico”, ya que cada autor es libre de presentar sus sentimientos de una forma 
tan libre que se sale de cualquier parámetro establecido. 
Este concepto, da al arte cinético mayor libertad de expresión brindándole un 
espacio de crecimiento en el mundo cada vez mayor. 
 
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La creación de organizaciones como la KAO (Kinetic Art Organization), 
representada en mas de 60 países, buscan dar un apoyo a esta forma diferente de 
arte; el cinético. Organizaciones de este tipo, financian, organizan y generan un 
vínculo entre artistas cinéticos alrededor del mundo con el fin de realizar 
exposiciones, concursos y esculturas didácticas en parques, inicialmente en 
Estados Unidos y Europa. 
 
Además de esto, las grandes ciudades se preocupan cada vez mas por la cultura 
integrada a la urbe. Con el desarrollo de modelos ambientales que combinan 
aspectos de arquitectura moderna con elementos naturales, las ciudades están 
buscando una armonía en el paisaje citadino lo cual le da espacio a esculturas y 
elementos decorativos para participar en este paisaje. 
Figura 6 
 
6.En : Pictures. [En línea]. [Consultado 12 de agosto 2006]. Disponible en: 
<http://www.fiabci.com/albums/mpa_prix_d_excellence_2005/pictures/p1124461231.jpg> 
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1.3. ELEMENTOS INTERACTIVOS EN COLOMBIA 
 
En cuanto a Colombia, y en general los países latinoamericanos, las tendencias 
artísticas son muy influenciadas por movimientos provenientes de Estados Unidos 
y Europa. Actualmente, artistas, arquitectos e ingenieros están incursionando en 
campos de interactividad con el arte como es el caso de las instalaciones 
multimedia. Este tipo de obras, reciben una señal de entrada de cualquier tipo por 
parte del observador y responde a ella de una forma diferente. Por ejemplo, la 
señal de entrada del sistema puede ser la velocidad de un movimiento dado por la 
persona, la respuesta del sistema genera una imagen en un monitor con diferentes 
colores dependiendo de la velocidad. 
 
Grandes representantes de esculturas cinéticas colombianos no los hay. 
Participaciones mas experimentales, han sido presentadas por “la anarquía de 
Feliza Bursztyn” según Marta Traba7, en su obra “Las camas” donde simula 
movimientos de siluetas humanas bajo telas que simulan camas. Este tipo de 
incursión, en la escultura cinética, abre un nuevo mundo en la escultura 
colombiana al innovar lo cotidiano de los siempre clásicos Fernando Botero, Edgar 
Negret y Alejandro Obregón. 
 
 
7 CRÍTICA LATINOAMERICANA. Difusión del arte contemporáneo. Critica de arte y escritora argentina. 
[En línea]. [Consultado 15 de agosto 2006]. Disponible en: 
<http://www.latinartmuseum.com/marta_traba.htm> 
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Figura7 
“Camas” Feliza Bursztyn. 1968. 
El artista colombiano Raúl Marroquín, radicado en Holanda, incursiona muy 
influenciado por corrientes europeas en la creación de instalaciones multimedia 
con recursos como cámaras de video, luces, parlantes y televisores, involucrando 
al espectador de una forma interactiva en la recepción de la idea. 
Por lo general, este tipo de arte se esta dando mas que todo en artistas jóvenes 
de poca trayectoria que hasta ahora están “experimentando” con el arte 
interactivo. 
 
Ventanas como la feria internacional de Bogota, que fue realizada en noviembre 
del 2005, dan el espacio para estos nuevos artistas de presentar obras 
interactivas. En esa ocasión, un pabellón fue dedicado única y exclusivamente a 
artistas jóvenes los cuales presentaron tanto esculturas cinéticas como 
instalaciones multimedia. 
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Maloka, creado en 1998, es una organización enfocada a la generación de 
conocimiento de la sociedad mediante estrategias de apropiación social con 
ciencia y tecnología para el desarrollo cultural, social y económico de la sociedad. 
En el año 2005, en el mes de abril, se realizo el proyecto “Cerebrarte” con la 
ayuda de Compensar, la Universidad de Los Andes y el Instituto Inmunológico de 
Bogotá. Tuvo como objetivo demostrar el vínculo que tiene el cerebro humano con 
las destrezas y capacidad de aprender por medio de actividades artísticas. La 
unión de artistas como Carlos Jacanamijoy y Jairo Aníbal Niño con médicos 
neurólogos como Luis Roberto Amador y Rodolfo Llinás presentaron el proyecto 
que busca la interacción del cerebro con las artes. En este caso fueron las artes 
relacionadas con la música y pinturas. 
Para el segundo proyecto, la coordinadora Sigrid Falla8, comentó las intenciones 
de relacionar las actividades del cerebro con actividades lúdicas en obras de 
teatro, demostrando la capacidad del cerebro para crear e innovar en varios 
campos propuestos. Sin tener todavía ideas concretas para la segunda fase de 
Maloka, no se descarta la participación de esculturas cinéticas interactivas para 
esta. 
 
 
 
 
8 Coordinadora “ Cerebrart e” Maloka. TEL 4272707 Ext. 1503. 
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En conclusión, Bogotá es un buen espacio para el desarrollo de esculturas 
cinéticas interactivas ya que la alcaldía busca varios factores nombrados a 
continuación que favorecen al desarrollo de este concepto artístico. 
 
- Desarrollo cultural de la sociedad. 
 
- Recuperación del espacio público por medio de creación de parques y 
zonas verdes. 
 
- Adaptación de modelos Urbanos desarrollados como es la integración del 
paisaje urbano con la naturaleza 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. OBJETIVO 
 
El proyecto se basa en el diseño de concepto y construcción de una escultura 
cinética que combine varios mecanismos con una elaboración artística de la 
misma. 
 
Por medio de este, se busca generar una innovación en campos como el arte 
urbano y educación de la sociedad. En lo urbanístico dará a la ciudad una 
escultura con un movimiento artístico y armónico, y en el campo de la educación, 
brindará una motivación didáctica a la persona ya que el público será el generador 
del movimiento que haga funcionar la escultura y de esta manera podrá involucrar 
conocimientos científicos con artísticos. 
 
Ya en si, el objetivo fundamental de la escultura es el de tener la función de un 
objeto didáctico, en el cual la persona pueda interactuar con ella, incentivándola y 
dándole a conocer otra faceta de la ingeniería mecánica. Esto se busca al 
involucrar a la persona en el funcionamiento del mecanismo que mueve la 
escultura, esto por medio del movimiento de una manivela y un sistema de 
transmisión de energía. De esta manera la persona asocia la energía que le esta 
suministrando a la escultura con el movimiento de esta. 
 
 
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2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS 
 
Para el desarrollo del proyecto se necesita del cumplimientode ciertos objetivos 
que unidos puedan complementarse entre si y lograr la función para la cual está 
diseñada la escultura. 
Siguiendo un diseño con una visión holistíca se inicia el proyecto al obtener una 
idea de la forma y el movimiento que tiene la escultura, con el fin de conocer los 
movimientos, el tamaño y los materiales tanto de la estructura como de los 
mecanismos. 
Después de tener una idea concreta pero general de la escultura se diseña el 
mecanismo que genera el movimiento de la escultura teniendo en cuenta 
parámetros de diseño como la elección de materiales, procesos de manufactura, 
optimización de energía y construcción del mecanismo. Para lograr este objetivo el 
mecanismo desarrolla las siguientes condiciones principales: 
 
- Transmitir la energía suministrada por la persona hasta la estructura con 
una relación mecánica que optimice la fuerza ejercida para que esta pueda 
ser aplicada por una persona promedio. El mecanismo debe ser diseñado 
con una relación mecánica grande en el caso que el material escogido para 
le estructura sea metálico, y por su alta densidad la fuerza para lograr su 
desplazamiento tendrá que ser relativamente alta. 
 
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- El movimiento de la escultura debe seguir un desplazamiento, velocidad y 
aceleración armónica, que genere una emoción al público ya sea de 
tranquilidad ó de excitación. Para esto se modela el mecanismo por medio 
de ayudas computacionales como Working Model, con el fin de analizar sus 
movimientos. Estos resultados están basados en una investigación acerca 
de la percepción humana frente a movimientos armónicos a diferentes 
frecuencias. 
 
El diseño incluye la elección del material teniendo en cuenta que la escultura esta 
expuesta a la intemperie, para esto el material deberá ser resistente a la corrosión. 
 
Para llegar al objetivo final se acopla el mecanismo con la estructura de la 
escultura para lograr el equilibrio descrito anteriormente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. DISEÑO CONCEPTUAL 
 
3.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 
 
Este proyecto tiene el objetivo de mostrar diferentes aspectos de la ingeniería 
mediante una forma lúdica y artística. El diseño del prototipo, sus problemas y las 
posibles soluciones para lograr el fin descrito, son mostrados a continuación. 
 
La escultura, en su estado estático no muestra más que una geometría que puede 
ser considerada como abstracta. Al ser accionada, esta tiene un movimiento sobre 
su eje y genera un aspecto diferente al visto estáticamente. Como lo muestra el 
boceto, la escultura está accionada por el pedaleo de la persona. Esta fuerza es 
trasmitida primero por un par de bielas que están unidas a un plato con piñones 
que trasmiten la fuerza mediante una cadena. Esta cadena va hasta un piñón de 
menor tamaño con el fin de aumentar la velocidad de giro. Este piñón está unido a 
un volante de mayor tamaño sobre el mismo eje. Este volante tiene en un costado 
dientes cilíndricos que transmiten y cambia de dirección la fuerza mediante otro 
volante ubicado en una posición perpendicular. De este ultimo volante, un eje está 
fijo a el y es el encargado de dar el movimiento a la escultura. 
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Figura 8 
 
 
 
Este proyecto se basa en el diseño y construcción de una escultura cinética 
interactiva. Esta, tiene una interactividad con el espectador en dos formas 
diferentes. La primera forma de interacción es la energía que el espectador le 
entrega a la escultura para que esta tenga movimiento. El diseño del mecanismo, 
que hace posible que la escultura pueda ser operada, se basa en estudios 
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científicos y estadísticos de la potencia media que una persona entrega al 
pedalear una bicicleta. 
Figura 9 
 
 
Teniendo esta variable de entrada, se calculan las relaciones entre piñones, las 
fuerzas inerciales y la resistencia que tiene que soportar cada elemento de la 
escultura. 
 
La otra parte que crea una interacción con la escultura y la persona es un efecto 
estroboscópico que genera la velocidad a la que gira esta. Para lograr este efecto 
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se diseña el mecanismo para que la velocidad de giro de este sea al menos el 
doble de la velocidad de captura de imágenes del ojo humano. 
 
Teniendo estas consideraciones el mecanismo también será diseñado con el fin 
de ser lúdico. Para esto, los piñones que cambian la dirección están diseñados y 
construidos de una forma que evoque tiempos anteriores en los que utilizaban 
materiales como la madera. 
Al diseñar este tipo de engranes, aparece un gran reto ya que la precisión de este 
tipo de mecanismo es compleja y su eficiencia no es la mejor ya que hay perdidas 
de energía por impacto y ruido. 
Para este proyecto se propone el uso de materiales como el acero o el aluminio 
para la construcción de estos piñones. Un problema muy importante es el peso 
que estos materiales representan. 
 
Otro problema muy importante es el diseño de una maquina que sea segura para 
las personas. Este problema cubre tanto el factor de seguridad con el que se 
tienen que diseñar las piezas para que no fallen y causen un accidente hasta el 
diseño de mecanismos que no permitan la mala operación de la escultura. Este 
último es muy importante ya que la escultura tendrá mecanismos abiertos que 
pueden ser peligrosos si se introducen las manos en estos. Para evitar esto, se 
propone aislar con agua la base en la que va a estar soportada la escultura y de 
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 25 
esta forma evitar que las personas entren en contacto con los mecanismos, 
además de dar más elementos armónicos y estéticos a la escultura. 
 
 
 
Figura 10 
3.2 VARIABLES DE ENTRADA 
 
Con el fin de que la escultura tenga un funcionamiento optimo, se deben 
determinar ciertas variables a tener en cuenta para que la interacción sea de 
una forma ergonómica para la persona y que esta entrada tenga una respuesta 
coherente con lo que busca la escultura. 
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A continuación se presentan los factores principales a tener en cuenta: 
- Ritmo cardiaco ideal 
Con el fin de que la interacción hombre-maquina sea una experiencia 
agradable se debe tener muy en cuenta este factor con el fin de que la gran 
mayoría de las personas puedan operar el mecanismo que le da movilidad a la 
escultura. El ritmo cardiaco varía básicamente con tres factores: la edad, la 
fisiología y la actividad física que se este realizando. Este ritmo para cada 
persona tiene un máximo el cual se puede calcular con una aproximación de la 
siguiente forma9: 
edadRCMax -220= 
Donde RCMax es el ritmo cardiaco máximo y sus unidades están en latidos por 
minuto. 
Por ejemplo: Una persona de 30 años de edad tendrá un ritmo cardiaco 
máximo de 190 latidos por minuto 
El ritmo cardiaco ideal se ubica entre el 70% y el 85% del ritmo cardiaco 
máximo, siendo más precisos sería el 75% del ritmo cardiaco máximo. A 
continuación se muestra una tabla para diferentes edades con el ritmo cardiaco 
 
9 En : Copacabanarunners. [En línea]. [Consultado 29 de septiembre 2006]. Disponible en: 
<http://www.copacabanarunners.net/espguia5.html> 
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 27 
máximo, ideal y rango de zona de trabajo con una tolerancia de ±5 latidos por 
minuto. 
 Ritmo cardiaco(latidos/min) 
Edad Máximo Ideal(75%máximo) 
Zona de trabajo (70%-
85%) 
20 200 150 140-170 
25 195 146 137-166 
30 190 142 133-162 
35 185 139 130-157 
40 180 135 126-153 
45 175 131 123-149 
50 170 127 119-145 
55 165 124 116-140 
60 160 120 112-136 
Tabla1. Referenci a 10 
Con esta información podemos establecer un rango de trabajo que se pueda 
adaptar al público que va dirigida la escultura: entre 20 y 60 años. Una 
aproximación que satisfacerá a la mayoría del público es de 136±5 latidos por 
minuto. 
Con este valor se determinará la velocidad angular que enpromedio logre 
llevar a este rango de edad a este ritmo cardiaco. 
Para determinar la frecuencia de pedaleo se realizaron pruebas con una 
persona de 23 años pedaleando a un ritmo cardiaco óptimo. A continuación se 
muestran los resultados del ejercicio. 
 
10 En : Copacabanarunners. [En línea]. [Consultado 29 de septiembre 2006]. Disponible en: 
<http://www.copacabanarunners.net/espguia5.html> 
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 Prueba 
Rev plato 
42 
Rev piñon 
15 Tiempo(s) 
Vel angular 
eje(Rev/s) 
 1 20 56,00 18,75 2,99 
 2 22 61,60 18,85 3,27 
 3 20 56,00 16,47 3,40 
 4 19 53,20 16,29 3,27 
 5 22 61,60 18,65 3,30 
 6 20 56,00 18,13 3,09 
 7 22 61,60 19,29 3,19 
 8 20 56,00 16,89 3,32 
 9 20 56,00 17,69 3,17 
 10 21 58,80 18,50 3,18 
 11 22 61,60 19,14 3,22 
 12 19 53,20 17,34 3,07 
 13 22 61,60 18,33 3,36 
 14 20 56,00 18,71 2,99 
 15 20 56,00 17,02 3,29 
 16 22 61,60 19,14 3,22 
Promedio 20,69 57,93 18,07 3,21 
Tabla 2 
Estos datos dan un primer indicio de cual puede ser la velocidad angular de 
entrada al sistema. Con base a esto se diseñó el sistema que multiplica la 
velocidad y fuerza para lograr que la escultura cumpla con un efecto 
estroboscopico. 
- Fuerza de pedaleo 
La optimización de la fuerza aplicada debe ser cuidadosamente diseñada para 
que la persona que acciona la escultura no sufra de fatiga muscular y pueda 
dar el desempeño para el que esta diseñada. 
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 29 
La postura de la persona debe regirse a ciertos parámetros ergonométricos 
que permiten a los músculos dar una fuerza máxima y correcta que no lesione 
ninguna parte del cuerpo. Para la acción del pedaleo de una bicicleta, se deben 
tener en cuenta principalmente dos aspectos: 
- El ángulo entre la línea media de la pierna inferior y la planta del pie debe 
ser de 90° en todo el recorrido del pedaleo. 
- En el punto donde la distancia de pedaleo es máxima la pierna no debe 
llegar a 180°, el grado de flexión debe ser aproximadamente 170° con el fin 
de no lastimar los ligamentos de la rodilla. 
Teniendo estos parámetros claros, ahora se analiza la fuerza máxima ejercida 
por cada pierna en el punto donde la distancia de pedaleo es la mínima. El 
ángulo de aplicación de esta fuerza es de 60° con la cual en promedio se aplica 
una fuerza de 720 N para hombres y de 480 N para las mujeres. Para el diseño 
de esta escultura se basara la fuerza ejercida por una mujer.11 
Otro estudio demuestra el consumo energético al pedalear una bicicleta a 
16Km/h es de 362 Watts. Para este proyecto se calcula el peso que se esta 
 
11 Información tomada de ALVIN R.Tilley. Henry Dreyfuss Associates NY. The measure of man and women. 
Human factor in design pg 68. 
12 TAYLOR & FRANCIS Ltda. London 1969. Fitting the task to the man. An ergonomic approach. Pg 40 
 
IM-2006-II-13 
 30 
moviendo para poder compararlo con la fuerza que la persona hace al 
montarse en una bicicleta.12 
 
 
- Tiempo de captura de imagen del ojo 
El objetivo de la movilidad de la escultura es el de generar un efecto 
estroboscópico para el ojo humano. Este efecto consiste en iluminar mediante 
cuadros, destellos de luz hacia un objeto que se encuentra en movimiento. En 
este caso, la escultura solo tiene un hemisferio y girará en su eje hasta producir 
este efecto. Al girar al doble de la frecuencia de recepción del ojo humano, 
creara el efecto de generar en el otro hemisferio la misma figura al mismo 
tiempo. Según estudios se promedia que el ojo humano puede percibir 30 
cuadros por segundo13. 
Para confirmar este dato se realizó un pequeño experimento para determinar la 
frecuencia de captura del ojo. Este se realizó con una lámpara estroboscópica 
que fue enfocada a 6 diferentes personas. La velocidad de destello fue 
 
12TAYLOR & FRANCIS Ltda. London 1969. Fitting the task to the man. An ergonomic approach. Pg 46 
13 En : Wikipedia. [En línea]. [Consultado 30 de septiembre 2006]. Disponible en: 
<http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_estrobosc%C3%B3pico> 
 
IM-2006-II-13 
 31 
cambiada hasta el punto en que la persona ve que la luz permanecía 
constante. A continuación se muestran los resultados. 
 Prueba # Flashes/min Flashes/s 
 1 2053 34,22 
 2 1998 33,30 
 3 2000 33,33 
 4 2039 33,98 
 5 2039 33,98 
 6 2005 33,42 
Promedio 2022,33 33,70 
 Como conclusión los resultados se aproximan a los encontrados en literatura 
acerca del tema. 
Conociendo este valor aproximado se diseña el mecanismo que pueda lograr 
este efecto al duplicar la velocidad de captura. 
La percepción de la figura también juega un papel muy importante en la 
interacción de hombre con la escultura. El ojo es el encargado de percibir las 
sensaciones de movimiento, brillo y color que son recreadas por la escultura. El 
funcionamiento de este, es muy similar al de una cámara de video. El ojo tiene 
un lente que enfoca los rayos luminosos con la ayuda de la pupila para 
reflejarlos en una parte sensible: la retina. En esta zona, están ubicados 
millones de partes sensibles a la luz llamados los conos, estos son los 
encargados de transmitir la información que recibe en forma luminosa. En el 
IM-2006-II-13 
 32 
cerebro esta información es catalogada, dependiendo de la longitud de onda 
que emite cada color14. 
Figura 11. Referencia15 
El funcionamiento del ojo puede compararse en cierto modo al principio que 
utilizan las cámaras fotográficas. El sistema de lentes que utiliza la cámara para 
enfocar la imagen, permite llegar la luz hasta el punto de foco del lente donde esta 
ubicada la película de fotografía y es allí donde se genera el grabado de luz en la 
película. 
 
14 En : ACM. [En línea]. [Consultado 30 de septiembre 2006]. Disponible 
en:<http://www.acm.org/crossroads/espanol/xrds3-4/ellen.html> 
15En : Geocities. [En línea]. [Consultado 30 de septiembre 2006]. Disponible en:< 
http://www.geocities.com/miguel4m/Glaucoma.html> 
IM-2006-II-13 
 33 
El ojo, por su parte tiene como elementos refractivos la cornea, la pupila y el 
cristalino; que son los encargados de enfocar el rayo de luz en la retina, que 
haciendo una analogía, seria la película de la cámara fotográfica. 
Aunque este sistema es continuo, la estimulación de la retina genera impulsos a 
través del nervio óptico a cierta velocidad discontinua hacia el cerebro. De esta 
forma el cerebro solo recibirá información por escalones y así se puede generar el 
efecto estroboscópico15. 
 
Este aspecto influye en los colores que serán elegidos para la pintura de la 
escultura. Para generar un efecto aun más impactante los colores que jueguen en 
el efecto deberán ser contrastantes. Por ejemplo al pintar la escultura con colores 
brillantes como amarillos y naranjas con longitudes de onda de 600µm y el fondo 
con colores oscuros como violetas o negros con longitudes de onda de 400µm. Al 
tener longitudes de onda tan diferentes, los conos en ojo reaccionan de forma 
diferente y en el cerebro este efecto es mas claro. 
Como recomendación, cabe anotar que este tipo de efecto estroboscópico puede 
generar convulsiones en personas que sufran de epilepsias. Al estar girando la 
escultura, esta puede coincidir con la frecuencia óptica a la cual se estimula un 
paciente que sufra de esta enfermedad. 
 
 
15En : Geocities. [En línea]. [Consultado 30 de septiembre 2006]. Disponible en:< 
http://www.geocities.com/miguel4m/Glaucoma.html> 
IM-2006-II-13 
 34 
3.3 Análisis de relaciones entre piñones y engranes 
 
Rigiéndose por algoritmos de diseño de piñones y engranes, se tienen varias 
consideraciones como las relaciones máximas y mínimas que pueden tener cada 
juego de transmisión. 
Con el fin de evitar interferencia entre dientes, el diseño se basa en estas 
relacionesmáximas permisibles.16 
 
 
 
# mínimo de 
dientes 
piñón 
# máximo de 
dientes 
engrane Relación 
17,00 1309,00 77,00 
16,00 101,00 6,31 
15,00 45,00 3,00 
14,00 26,00 1,86 
13,00 16,00 1,23 
Tabla 3. Referencia 16 
 
 
Para lograr la velocidad final deseada con la velocidad de entrada, se diseña el 
juego de engranes con la ley fundamental de engranajes, la cual se basa en 
transmisión de movimiento sin deslizamiento con la siguiente ecuación: 
 
 
in
out
in
out
out
in
d
d
r
r
ω
ω
== 
 
 
16 ROBERT L. NORTON. Segunda edición. Diseño de maquinaria. Mc Graw Hill. Impresión en México. 
IM-2006-II-13 
 35 
 
Para la escultura tenemos como variables de entrada al sistema los siguientes 
valores: 
 
ω3=480rpm 
ω5=4044rpm 
 
 
 
Con el fin de tener un primer acercamiento a las dimensiones se define como 
r5=10cm dando una geometría posible de fabricar. 
Con esto la ecuación queda de la siguiente forma: 
 
 
 
cmr
cmr
cmrpmrpmrrrpm
20=4
25.84=3
10*4044=2022*4=3*480
 
 
 
 
En comparación al juego de engranes tenemos lo siguiente: 
 
 Diámetro(m) Relación 
Engrane1 0,20 NA 
Engrane2 0,08 NA 
Engrane3 1,69 NA 
Engrane4 0,40 0,24 
Engrane5 0,20 0,5 
Tabla 4 
 
Nótese que al incluir un engrane adicional la relación se reduce y cumple este 
primer parámetro. 
IM-2006-II-13 
 36 
 
Con este diseño de engranaje, se simula su comportamiento con el uso de 
Working Model en dos dimensiones para ver su comportamiento en cuanto a su 
velocidad angular y a su energía cinética. Los resultados fueron los siguientes: 
Figura 12 
 
 
 
3.4 ANÁLISIS DE INERCIAS EN PIEZAS MÓVILES 
 
Para poder calcular las fuerzas inerciales de cada elemento de la escultura, 
primero es necesario caracterizar con dimensiones y materiales cada elemento. 
 
Debido a la alta energía cinética rotacional que van a tener los objetos móviles de 
la escultura, el diseño de las piezas a construir se hará en aluminio con el fin de 
IM-2006-II-13 
 37 
reducir el peso y la inercia de cada elemento. Elementos como el engrane 1 y el 
engrane 2 son en acero debido a la facilidad de conseguirlos en el mercado. 
 
 
Figura 13 
 
Al caracterizar estos elementos con propiedades de densidad para el aluminio de 
2699kg/m3 y para el acero 7870kg/m3, se inicia el cálculo del cada volumen para 
así poder tener una masa aproximada de cada elemento. 
 
Para calcular el volumen de los engranes 3,4 y 5, se diseñó con una geometría de 
cilindro de espesor de 0.005m y cada engrane con su respectivo diámetro, a 
demás de esto, es sumado el volumen que representa cada diente del engrane 
multiplicado por el numero de dientes que necesite cada uno. 
 
IM-2006-II-13 
 38 
Para el calculo de la inercia, se asume cada una de las piezas como un cilindro 
circular de radio r girando en su eje. De este modo la el momento de inercia 
másico se rige por la siguiente formula: 
 
 
2
2
1
= mrIzz 
 
 
Con este momento de inercia es posible calcular la energía rotacional de cada 
elemento con la siguiente ecuación: 
 
2
2
1
= ωIEC 
 
Donde ω es la velocidad angular de la pieza dada en radianes sobre segundo. 
Nótese que estos cálculos son basados en SI dando como resultado la energía 
total en Julios. 
 
 
Al analizar esta última ecuación se puede observar que la energía de cada pieza 
depende exponencialmente de la velocidad a la cual este moviéndose. De este 
modo el diseño tiene que tener muy en cuenta la relación entre la inercia y la 
velocidad de cada pieza para que cada una pueda tener un buen funcionamiento 
tanto eficiente como seguro. 
 
 
IM-2006-II-13 
 39 
A continuación se presenta el resultado de cada uno de los cálculos para cada 
elemento. 
 
Engranaje 
1 
Engranaje 
2 
Engranaje 
3 
Engranaje 
4 
Engranaje 
5 Figura 
Material acero acero aluminio aluminio aluminio aluminio 
Densidad(kg/m3) 7870 7870 2699 2699 2699 2699 
Diámetro(m) 0.20 0.06 1.69 0.40 0.20 0.38 
masa(kg) 0.70 0.30 30.17 3.44 0.42 0.50 
Peso(N) 6.86 2.94 295.69 33.71 4.15 4.90 
ω(rpm) 192 480 480 2022 4044 4044 
ω(rad/s) 20.10 50.24 50.24 211.64 423.27 423.27 
Inercia(kg*m2) 3.50E-03 1.13E-04 1.07E+01 6.88E-02 2.12E-03 8.79E-03 
Energía cinética(J) 0.71 0.14 13514.14 1540.49 189.89 787.32 
Inercia 
representada(kg*m2) 688.83 110.21 110.21 5.45 0.97 8.79E-03 
Tabla 5 
3.5 ANÁLISIS DE ESFUERZOS 
 
Según el principio de D´Lambert17 basado en la segunda ley de newton, establece 
lo siguiente: 
∑
∑
0=
0=
αIT
maF
 
 
 
Con lo que se debe cumplir un equilibrio dinámico en el sistema de engranajes, y 
en este caso se supone una eficiencia del 100% en la transmisión de potencia en 
el engranaje compuesto. 
 
17 NORTON. Robet L. DISEÑO DE MAQUINARIA. Segunda edición, Mc. Graw Hill.Pg 554. 
IM-2006-II-13 
 40 
Con base en esto el torque inicial dado por la fuerza entregada en el piñón 1, la 
cual es de 94N con un radio de 0.1m, es de 9.4Nm. Este torque es equivalente al 
siguiente piñón ensamblado sobre el mismo eje del piñón 3. 
De esta forma el torque recibido es el mismo pero la fuerza que ejercerá en su 
extremo disminuirá debido a un cambio de radio de menor a mayor. 
 
NF
FT
RFNT
12.11=
845.0*=
*=4.9=
3
33
333
 
 
De la misma forma se obtiene la fuerza entregada al piñón 5, dando como 
resultado: 
F5=22.25N 
 
 
Para el análisis de esfuerzos soportados por los piñones se deben tener en cuenta 
varias consideraciones. 
 
- La carga transmitida será soportada únicamente por un diente a la vez. 
- El análisis se realiza con los peores escenarios posibles. La fuerza 
transmitida será aplicada en extremo del diente de forma perpendicular. 
- Para el diseño final de la geometría de los dientes se tendrá un factor de 
seguridad. 
 
IM-2006-II-13 
 41 
- Los dientes de cada piñón tienen una geometría de cilindro. De esta forma 
la inercia de cada elemento esta dada por la siguiente ecuación: 
- 
64
==
4Dπ
IyIx
 
- Para un primer diseño se asume un diámetro para cada diente de 1cm con 
una longitud de 1.5cm. Con esto podemos determinar el esfuerzo en la 
base del diente, es decir, donde este es el máximo soportado. 
 
64
2
**
==∇ 4
3
diente
diente
x dπ
d
XF
I
MC
 
 
 
Para los dientes del piñón 3 tenemos el siguiente resultado: 
 
 
MPa
π
m
mN
I
MC
dπ
d
XF
I
MC
x
x
diente
diente
x
7.1=∇
64
01.0
2
01.0
*015.0*12.11
==∇
64
2
**
==∇
3
43
4
3
3
 
 
 
IM-2006-II-13 
 42 
Para los dientes del piñón 5 tenemos el siguiente resultado: 
 
 
MPa
π
m
mN
I
MC
dπ
d
XF
I
MC
x
x
diente
diente
x
4.3=∇
64
01.0
2
01.0
*015.0*25.22
==∇
64
2
**
==∇
5
45
4
3
5
 
 
 
Teniendo estos resultados y comparándolos con la resistencia de un aluminio 
2014 con una resistencia de 276MPa tendríamos respectivamente los siguientes 
factores de seguridad: 
 
81=
4.3
276
=
162=
7.1
276
=
5
5
3
3
n
MPa
MPa
n
n
MPa
MPa
n
 
 
 
 
 
 
IM-2006-II-13 
 43 
3.6 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE ENGRANES TIPO BASTÓN 
 
Engranajes de tipo bastón fueron utilizados como el primer recurso para la 
transmisión de potencia en maquinaria. Debido a su diseño tan rudimentario su 
eficiencia es muy pobre y estudios acerca de su funcionamiento son muy escasos 
debido a su nula aplicabilidad en estos días. 
Debido a esto se realizó un análisis geométrico del comportamiento del engrane 
debido a sus dientes. 
Figura 13 
 
IM-2006-II-13 
 44 
Como se puede observar en la ilustración, el eje al tener una rotación induce al 
bastón a tener un deslizamiento en su bastón compañero en un punto diferente a 
medida que este gira apartándose a medida que este se separa del punto de 
entrega de fuerza. Este cambio de distancia genera dos efectos que perturban el 
resultado final que se quiere, el de tener una velocidad constante a una fuerza 
constante. 
Esta variación se puede observar de manerapráctica al aplicar una fuerza 
constante al eje y observar el torque resultante a una distancia elegida 
arbitrariamente para mostrar su efecto. 
Gráfica comparativa de tipos de dientes
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 100 200 300 400
Angulo(º)
To
rq
ue
(N
m
)
Bastones
Involuta
 
Figura 14 
 
 
 
 
 
IM-2006-II-13 
 45 
4. CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO 
 
El proceso de construcción del prototipo que determina la idea conceptual de 
forma y la vez su funcionalidad, esta basado en los cálculos de diseño 
previamente realizados. 
 
Figura15 
 
La construcción de este prototipo proporciona además de esta idea, una guía para 
su construcción y los problemas que se pueden tener en el momento de llegar a 
tener un montaje de dimensiones reales. 
IM-2006-II-13 
 46 
Aunque para la elaboración del prototipo no fueron utilizados los mismos 
materiales ni equipos necesarios que se utilizarían en un ensamble a escala 1/1, 
se nombran algunos a continuación: 
Objeto Material Observaciones 
Cadena Acero Paso 7.5mm y ancho de 7mm 
Rodamientos Acero 
SKF referencia 10single 608-2RS1/C3 de diámetro externo de 22mm y eje 
8mm 
Discos Madera Diámetros de 33cm y 8cm respectivamente. 
Dientes Acero Diámetro 0.3mm 
Figura Aluminio Ancho 1.5cm y 15cm de alto 
Estructura Madera Ancho 0.8cm 
Base Madera 
Agua Acetato La base es pintada de azul para dar la apariencia de agua. 
Tabla 6 
 
Figura 17 
 
IM-2006-II-13 
 47 
Para el perfecto acople de los dientes de los engranes se debe tener muy en 
cuenta una tolerancia milimétrica tanto en el sentido vertical como el horizontal ya 
que un mal ensamble puede causar impacto entre las piezas y una destrucción de 
las mismas. 
Figura 18 
Para la construcción de los engranes se recomienda fabricar el alma del engrane 
según los planos como una sola pieza y después taladrar en los puntos donde van 
a ir ubicados los bastones de una forma perpendicular a la tangente del circulo. 
IM-2006-II-13 
 48 
Posteriormente se ensamblarán los bastones y serán fijados por interferencia, 
para esto se puede aplicar presión al bastidor o calor al alma para su dilatación y 
presión al bastón. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Simulación de la geometría diseñada para la escultura 
 
 
 
Figura 19 
Fotografía del prototipo final 
IM-2006-II-13 
 49 
 
Modelaje en Solid Edge Figura 20 
 
 
 
Aunque las velocidades que se trabajan en el prototipo no son las mismas que se 
alcanzarían en una escultura a escala real, pueden llegar a ser muy aproximadas 
y lograr el efecto como se muestra en el video anexo. 
Con la ayuda de un estroboscopio se realizaron dos mediciones en diferentes 
elementos con el fin de determinar la velocidad a la que estos giran en el prototipo 
construido. En este ejercicio se hizo presente el problema de la velocidad no 
IM-2006-II-13 
 50 
uniforme dada por la naturaleza de los dientes de los engranes. Al no ser uniforme 
la velocidad de giro, el estroboscopio no mostrara la pieza estática del todo. A 
pesar de esto se tomaron los datos en los que aproximadamente se podían ver las 
piezas girando a una velocidad muy lenta. 
 
Figura 21 
Para el engrane mayor se logro obtener una velocidad de 533rpm y para los 
demás engranes se tuvo una medición de 1986rpm. Según los cálculos realizados 
anteriormente se deben alcanzar velocidades de 811rpm y 4058rpm 
respectivamente para lograr tener un efecto estroboscópico de la figura, pero a las 
velocidades que alcanza el prototipo el efecto comienza a generarse de una forma 
clara como lo muestra la siguiente fotografía. 
IM-2006-II-13 
 51 
Figura 22 
 
Como posibles problemas potenciales para la construcción de la escultura a una 
escala 1/1 se enumeran los siguientes: 
- Para que la cadena tenga la misma tensión sin importar la fuerza o 
velocidad a la que se este pedaleando, esta, debe tener un tensor para 
IM-2006-II-13 
 52 
evitar que se salga de los piñones o que quede tan templada que la fuerza 
para pedalear sea muy alta. 
- La estructura en la que se soportará el mecanismo resultaría muy costosa 
si se realizara en acero. Una buena opción es el de construirla en cemento 
reforzado con varillas de acero para que tenga una buena rigidez. 
- Los rodamientos deben ser elegidos para situaciones corrosivas como el 
viento, polvo y agua ya que la escultura se ubica en una zona publica, 
posiblemente a la intemperie. 
- El desgaste de los dientes es inevitable, pero puede reducirse al 
seleccionar un recubrimiento en los dientes con un bajo coeficiente de 
fricción. 
- La escultura debe estar bajo un control de mantenimiento debido a que las 
piezas necesitan de lubricación, limpieza y pintura con el fin de dar una 
excelente presentación. 
 
IM-2006-II-13 
 53 
Figura23 
 Diagrama esquemático de relaciones resultantes 
 
Como análisis adicional se realizó un estudio de la imagen que representa la 
escultura sometida a diferentes tipos de luz. Esto con el fin de demostrar si existe 
o no una diferencia de percepción que pueda ser utilizada como elemento 
adicional artístico. 
 
El ejercicio fue realizado al someter la escultura en tres ambientes de luz 
diferentes. Las luces elegidas fueron amarilla, azul y roja respectivamente, para 
generalizar los matices básicos con los 3 colores primarios ya que de estos se 
generan los demás colores. 
 
IM-2006-II-13 
 54 
Figura 24 
 
 
 
 
Como resultado del ejercicio se pudo concluir que al tener elementos que tengan un a fin en 
color con la luz a la que se esta exponiendo, estos resaltan sobre los otros dándole un papel 
mas importante. 
 
Al interpretar las fotografías anteriores se puede ver que la primera luz utilizada fue la 
amarilla, la cual no genera ninguna diferencia en contrastes con respecto a la luz natural 
debido a que la escultura no tiene ningún elemento de color a fin con la luz amarilla. 
 
IM-2006-II-13 
 55 
En la segunda prueba se utilizo el color azul. Este según la teoría del color evoca sensación 
de frialdad y congrega a todos los colores blancos, grises azules y negro. Como elemento 
importante en la escultura, fue utilizado el aluminio, que sometido a esta luz es resaltado. 
 
Figura 25 
 
En el tercer ensayo, se aplico una luz roja, en la que se ve mas claramente su concordancia 
con el engrane mayor que es del mismo color. 
IM-2006-II-13 
 56 
Figura 26 
 
Otro aspecto que es muy importante de resaltar es el de la gran importancia que tiene el 
fondo sobre el cual se va a observar la escultura ya que mientras más sea el contraste que 
este tenga con la figura de la escultura, el efecto estroboscópico será visto más claramente. 
Conociendo esto, se deberá hacer un estudio de la perspectiva que tendrá la persona al ver 
la escultura sobretodo en color y contraste, y dependiendo en esto se deberá definir un color 
contrastante para la figura. 
Como el objetivo de la escultura es el de generar un efecto estroboscópico, la figura es la 
parte mas importante y la que debe tener la mayor atención del espectador. Como una 
opción adicional, la escultura puede ser operada en la noche y al aplicarle una luz azul, esta 
resaltara la figura en la noche ya que de fondo se tendrá la oscuridad del cielo. 
IM-2006-II-13 
 57 
5. OPINIONES 
 
El prototipo conceptual fue expuesto a diferentes personas que por su profesión 
tienen una diferente concepción del prototipo. 
 
En primera instancia se le presentó a Felipe Garavito, curador de arte Casa 
Cuadrada. Como curador y critico de arte, apreció el concepto como idea lúdica de 
formar la percepción de la ingeniería. “Ingeniero viene de ingenio, y usted se está 
ingeniando la forma de mostrar su objetivo especifico” dice Felipe. En cuanto a la 
presentación “debe tener un terminado piano, hace falta mucha factura para lo que 
se debe mostrar”. Esto se refiere a la calidad de los terminados que deben ser 
impecables ya que se quieredemostrar la perfección de la ingeniera. 
“A pesar de esto, los objetivos que se buscan con este proyecto se cumplen.” 
 
El prototipo fue expuesto también a Aura Maria Londoño, abogada y economista. 
El fin de hacer el ejercicio con una persona que no tiene ningún vinculo con el 
medio artístico ni ingenieríl es el de obtener la impresión de una persona sin 
ninguna idea previa de lo que se quiere presentar. 
Como resultado, el prototipo tuvo una excelente aceptación donde los elementos 
más importantes fueron: 
- La inclusión del movimiento en una escultura. Ya que para ella, la idea de 
escultura da a pensar un objeto estático. 
IM-2006-II-13 
 58 
- La interactividad que tiene con la persona, en el sentido en que esta genera una 
sensación de curiosidad por su funcionamiento. 
- La magnitud en tamaño que podría tener la escala en un parque a escala 1/1. 
Podría ser una escultura muy llamativa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IM-2006-II-13 
 59 
6. CONCLUSIONES 
 
- Se realizó el diseño de una escultura cinética que involucra la participación 
de una persona para su funcionamiento. Durante este proceso se 
analizaron factores antropométricos, cinemáticas, de materiales y estéticos 
que en conjunto interactuaron para el prototipo final. 
- Se logró tener una participación conjunta de factores que comúnmente no 
son asociados como la estética y el arte en la ingeniería ni la ingeniería en 
el arte. Este agrupamiento genera al espectador otras perspectivas y 
formas de ver de cada uno de los campos, aportando así una parte lúdica al 
desarrollo cultural de los bogotanos. 
- Se buscó tener la mejor combinación de los factores mencionados 
anteriormente, buscando la optimización de la fuerza aplicada. Aunque la 
elección de el tipo de engrane que se utilizó (de bastones), no es el mas 
adecuado debido a la variación en velocidad que tendrá el engrane, esta 
elección fue basada principalmente en el concepto estético del autor. 
Para un mejor desarrollo de la escultura, en un futuro se puede optimizar 
este diseño con un engrane mas eficiente que logre una velocidad 
constante, una operación mas silenciosa con menos impacto y perdidas de 
energía. 
- La construcción de el prototipo a un quinto de escala, da ciertos 
acercamientos de la construcción y posibles problemas que se tendrían al 
IM-2006-II-13 
 60 
ensamblar la escultura en una escala 1:1. De esta forma se podrían prever 
estos inconvenientes y se tendrá una construcción más eficiente, lo que 
implica un menor tiempo de ensamble, reducción de costos y una buena 
sincronización de los mecanismos. 
- Aunque la evaluación de este proyecto es difícil de hacerla con un método 
cuantitativo, el prototipo demuestra el concepto de diseño al que se quería 
llegar dando una idea mas cualitativa del proyecto. 
- Como conclusión general, se logró cumplir con los objetivos propuestos 
dando como resultado una aproximación muy cercana al funcionamiento de 
una escultura con dimensiones reales que podrá ser expuesta al público 
gracias al estudio realizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IM-2006-II-13 
 61 
 
7.ANEXOS
Figura 27 
IM-2006-II-13 
 62 
Figura 28 
 
IM-2006-II-13 
 63 
Figura 29 
 
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 64 
 
 
 
Figura 30 
 
 
Figura 31 
 
 
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 65 
BOCETOS 
Boceto Hoja 
Figura 32 
 
Boceto Tulipan 
Figura 33 
IM-2006-II-13 
 66 
 
 
8.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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