Tree_Cycle

Código de equipo: DIS3053

Universidad: Universidad Adolfo Ibáñez

Sede: Peñalolén

País: Chile

Ciudad:Santiago

Equipo: Lukas Yunge, Luca Dalbosco, Camilo Paredes.

Profesores guía:Felipe Véliz

Descripción general

Tree_Cycle tiene como fin rescatar los retazos de la tala de madera para la fabricación de una bicicleta. Se utilizan específicamente secciones de árbol donde existe una bifurcación, pues es en dichos nodos donde se puede aprovechar al máximo la anisotropía del material. Luego de ser escaneados, los nodos se organizan en una librería, para luego compararlos con la geometría final y mecanizarlos. Posteriormente, se conectan a segmentos longitudinales de madera de pino, dada su abundancia en el territorio chileno, para así formar el marco de la bicicleta.

Esta bicicleta es particularmente amigable con el medioambiente considerando la baja huella ambiental que posee en comparación a los materiales tradicionalmente utilizados en el rubro. Es, además, una buena oportunidad para revalorizar, a través del diseño y la fabricación digital, un elemento que en la industria maderera se suele subutilizar, a pesar de un volumen considerable en la línea de producción nacional.

Generación conceptual, solución técnica y creación de valor a través del material

Para llevar a cabo este proyecto, son recolectados los despuntes de madera de nogal de Jorge Bueno, un agricultor independiente de Talca que se dedica principalmente a nueces y cerezas. Jorge indica que anualmente debe talar sus nogales, y que dicha tala resulta en el vertedero, únicamente porque no se había presentado una iniciativa que busque reincorporarla. A modo general de concepto, se realiza una comparación entre los nodos de árbol que fueron recolectados y la geometría que deseamos fabricar. Esto se realiza de forma manual, no obstante, un acercamiento sofisticado sería el que proponen Amtsberg, et al. (2022), donde se utiliza una simplificación de un algoritmo Iterative Closest Point (ICP) que prioriza, por sobre todo, la alineación entre la fibra interna del material y el eje al que se conecta al resto de la geometría.

Solución formal y de producción

Los nodos seleccionados son procesados, primero sacando los trozos de corteza externos, y luego fotografiando minuciosamente cada nodo de manera individual. Las imágenes son procesadas utilizando un software de fotogrametría que entregue un resultado tipo mesh. Los nodos son mecanizados para alcanzar una geometría acorde al lenguaje visual de la bicicleta. Este proceso es más eficiente utilizando un router cnc de cinco ejes, o un brazo robótico que permita este tipo de trabajos. Sin embargo, para un primer acercamiento se utilizó un router cnc de tres ejes. La desventaja de usar esta máquina es que, para obtener el nodo, es necesario mecanizar la madera por ambos lados de forma individual.

Cualidad funcional

El funcionamiento de la bicicleta sería similar al de cualquier bicicleta de ciudad. No se explora un funcionamiento más allá del existente pues el objetivo del proyecto no está en cambiar dicha función, sino proponer un cambio en la fabricación y en la forma en la que entendemos la madera no estructural. La variedad de los nodos permitiría realizar distintos tipos de marcos de bicicleta para distintas funciones, mas es necesario realizar las pruebas necesarias para asegurar que la madera cumpla con los requerimientos mecánicos necesarios.

Impacto y potencialidad de la innovación

La reutilización de nodos de árbol con fines estructurales es un tema poco estudiado. De acuerdo con Mollica y Self (2021), en el siglo 17 y 18 se utilizaban bifurcaciones de árboles para algunas estructuras de navíos. No obstante, los primeros acercamientos académicos a este tipo de fabricación son mucho más recientes, sacan provecho a técnicas de fabricación digital, y solo han realizado pabellones, por lo que Tree_Cycle abre paso a otros objetos con necesidades estructurales. Por lo demás, la utilización de maderas locales tiene un impacto positivo en reducir la huella de carbono de la agricultura local. El proyecto no solamente reduce hasta 10 veces el impacto medioambiental de la fabricación de una bicicleta (considerando la diferencia de la huella ecológica del aluminio y la madera [ICE Database, 2020]) sino que además utiliza madera que la industria no tiene en consideración como útil, y le da un nuevo propósito.

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