¿Qué tanto van de la mano la Tecnología con la Ingeniería Industrial?

sábado, 28 de febrero de 2015

Desarrollo y evolución de las bicicletas especialmente el sistema de frenos y neumáticos

Escrito por Edgar Daniel Aranda Quiroz

Breve historia y evolución:
El testimonio más antiguo que se tiene de lo que hoy conocemos como la bicicleta, se remonta a las culturas chinas y egipcias, sin embargo, es propiamente hasta la época moderna que dicho vehículo toma forma, ya que fue hasta el siglo XV, cuando, en un cuadro del pintor Leonardo Da Vinci llamado “Codex Atlanticus”, cuando aparece el esbozo y diseño de un vehículo con transmisión de cadena y pedales, casi propiamente una bicicleta.
No fue sino hasta el siglo XVIII posterior a la revolución francesa, cuando en Francia se diseñó un vehículo que se denominó “celífero”, y su inventor fue el Conde de Mede de Sivrac, que sólo consistía en un bastidor de madera, con una almohadilla como asiento, con dos ruedas, pero sin pedales, ya que fue hasta el siglo XIX  cuando diversos inventores alemanes y británicos adicionaron a dicho diseño, un sistema muy rústico de pedales y de dirección lo que permitía dirigir la rueda delantera de lo que ya en ese siglo la denominaban como “balancines”.

En el año 1839 el  escocés Krikpatrick Macmillan añadió además de un manubrio, los pedales, con lo cual se podría impulsar la bicicleta sin tener que bajar los pies.

En Francia en el año 1861, Pierre Michaux quien mejoró los pedales y los diversos sistemas de tracción, de tal suerte que se le conoce como el precursor de la moderna bicicleta.

En el año 1869 en la Gran Bretaña, se mejoraron las ruedas, ya que pasaron de ser de madera, a utilizar neumáticos de goma maciza montados en ruedas de acero, con lo pasó a ser el primer vehículo patentado con el nombre completo de bicicleta, siendo el inventor James Starley quien produjo la primera máquina en serie, una bicicleta con la rueda delantera tres veces más grande que la trasera.

En los subsecuentes años se realizaron diversas modificaciones y mejoras como la inclusión de un buje con rodamiento, ruedas con radios metálicos, neumáticos con mejores gomas, guardabarros,  transmisión de cadena,  cambios de hasta cuatro marchas, bastidores de acero y asientos con muelles.
 
Imagen obtenida http://www.cyclingbikeshop.com/ciclismo/arti06-conociendo-la-bicicleta-de-montana-partes-01.htm
Fue hasta el año 1888 que por primera vez se incluyeron frenos y gracias al veterinario originario de Belfast Jhon Boyd Dunlop, que se incluyeron neumáticos con cámara que se inflaba con aire.
Sistema de frenos y neumáticos

Como vimos anteriormente, no fue sino hasta bien entrado el siglo XIX cuando las bicicletas fueron dotadas de un sistema de frenos y de neumáticos de goma muy elementales. 
El primer sistema de freno consistía en que al dejar de pedalear, el vehículo se detenía, mientras que los primeros neumáticos eran de madera, para ser posteriormente de gomas duras.

Al aparecer el sistema de tracción con cadena y los bujes de rodamiento, y por ende el incremento de la velocidad de rodamiento, los diseñadores industriales tuvieron que elaborar un sistema más novedoso para frenar el vehículo, diseñando los frenos de goma, accionados a través de sendas palancas ubicadas en el manubrio. De la misma forma, para evitar el golpeteo ocasionado por el rodamiento a través de ruedas de madera, y con el invento de las ruedas de metal con radios del mimo material, se diseñaron neumáticos de goma, las cuales a principio eran de goma dura, y posteriormente con cámara infladas con aire.

Actualmente, los sistemas de frenos son tan sofisticados que se han desarrollado frenos parecidos a los de los vehículos de motor, ya que existen de  disco con sistema neumático o hidráulico, inclusive, con apoyos eléctricos, que han permitido el desarrollo de diversos tipos de ciclismo, como son entre otros, el de pista, que llegan a desarrollar velocidades cercanas a los 100 km por hora, de montaña con descenso conocido como Down Hill, en donde la velocidad no es lo importante, sino el control del vehículo por las continuos saltos, y principalmente el descenso rápido de cúspides, en donde las velocidades rozan los 200 km por hora.

Aparejado al sistema de frenos, fue necesario el desarrollo de los neumáticos de goma, ya que actualmente existen tantos tipos de neumáticos de como tipos de bicicletas y tipos de ciclismo, pues deben ser neumáticos especializados para soportar velocidades extremas, como las antes señaladas, o resistentes para soportar continuos saltos y frenadas, o duraderos, como los, utilizados en los diversos eventos de pista como los giros o tours, como los de Francia, Italia, España, Bélgica, entre otros, o que reúnan todas las características para ser utilizados en situaciones extremas, que sirven para los descensos rápidos y libres de las cúspides.



El desarrollo tecnológico y la transformación industrial han permitido avances tan importantes y sorprendentes, como lo son los neumáticos de goma que no necesitan aire y que nunca sufrirán desperfectos como la ponchaduras, dado que son neumáticos denominados Energy Return Wheel, que son de caucho realizados sobre una serie de nanotubos de carbono reforzados con varillas de un material compuesto que permiten una amortiguación excepcional.
Referencias Bibliográficas:

Módulos de “Conducción de grupos de bicicleta”, UD 1 “Manejo y Conducción de la bicicleta”, http://ud1-conduccion-y-manejo-de-la-bibicleta-1-origen-y-yevolucion-de-la-bicicleta.pdf



Cohete Espacial: funciones, tecnología aplicada, creación y desarrollo

Escrito por Edgar Daniel Aranda Quiroz

Ya van más de 50 años desde el primer vuelo de un cohete propulsado con combustible líquido, es decir; con gasolina y oxígeno, en 1926. Para ser el primer “vuelo”, por así decirlo, del primer cohete oficialmente espacial, parece bastante tiempo atrás, ¿no lo crees? Parece bastante tiempo desde aquel momento en que se levantó en el aire dicho cohete pero, ya no hemos visto más acerca de estos, ¿dónde quedaron?, ¿cómo se construyeron?, ¿qué son de ellos hoy en día?
Imagen obtenida de http://www.fotosbonitas.net/fotos-del-espacio/
El cohete, mas no espacial, se originó en China, hacia el año 1045 como una arma, ustedes pensarán que esto no tiene sentido o un uso profesional, pero al usar la pólvora con un fin estético y algo más innovador, se convierte instantáneamente en algo simplemente mágico. Cabe recalcar que dicha pólvora se aplicó en bastantes cosas durante bastante tiempo, ya sea; en la Edad Media (festejos, incluso bombas) y, por ende, la Edad Moderna (los actuales cohetes que conocemos).

Pero la idea de utilizar un cohete para lanzarlo al espacio exterior, en específico a la Luna, y con una tripulación de hombres que pudieran ir y explorar dicho nuevo entorno, surgió en 1926 por el inventor estadounidense Robert Goddard, pero al pensar claramente de las circunstancias y variables que se puedan dar, se dio cuenta que los cohetes con combustible sólido no eran lo bastante efectivos ni potentes para realizar un viaje en el espacio. Razón por la cual surgió el primer motor de cohete de combustible líquido, aunque por desdicha, esta idea fue absurda a la perspectiva de muchos.
Imagen obtenida de http://asturamerica3.blogspot.mx/2014/05/cohetes-espaciales.html
Si bien, después de la aportación de Goddard, los alemanes en la 2da Guerra Mundial se basaron en su modelo para crear los famosos misiles balísticos, que estos mismo produjeron nuevos proyectos a futuro. Terminada la guerra, los misiles creados por los alemanes, independientemente de su modelo, eran los mejores que existían, por ende, los Estados Unidos de América y la URSS (Unión Soviética) decidieron avanzar en este aspecto relacionado con los cohetes, acción que dio origen al primer viaje a la Luna en 1969 con una tripulación de hombres, y al Programa Apolo de la NASA.
Imagen obtenida de https://twitter.com/nasa
Acto seguido se crearon y “rumorearon” grandes polémicas y conspiraciones acerca de quién logró ir a la Luna primero o quién creó primero el cohete espacial, es decir, si los Estados Unidos de América o la URSS, pero eso está de más. Cabe recalcar que para 1981 los transbordadores espaciales se diseñaron para que los vuelos espaciales resultaran más económicos y accesibles, pero con el paso del tiempo diversas empresas aportaron créditos a la realización de proyectos nuevos, tales como: la SpaceShipOne, que pasa a ser la primera nave espacial construida por una empresa privada y a la que pronto le seguirá el SpaceShipTwo; una nave espacial de pasajeros que aún no tiene fecha de salida.


En resumen, y para concluir de una manera contundente, un cohete es un vehículo que obtiene su empuje por la reacción de la expulsión que se realiza de gases de combustión desde un motor cohete. Con esto dicho, cabe hacer énfasis que la teoría que se menciona comúnmente en temas relacionadas con el cohete espacial es la tercera ley de Newton, donde describe cuantitativamente el empuje que se da en una tensión de reacción.
Imagen obtenida de http://sistematridimensional6a.blogspot.mx/2011/02/leyes-de-newton.html
Referencias bibliográficas:

domingo, 22 de febrero de 2015

La Tecnología como herramienta en la elaboración de un producto

Escrito por Gabriela Mendez

La botella de plástico es uno de los objetos que se utilizan comúnmente, en ellos se pueden almacenan bebidas gaseosas, alcohólicas y de diversas clases. Pero, ¿por qué empiezo hablando de esto? Bueno, como ya hemos comentado en los artículos pasados, la Tecnología siempre está presente en la elaboración de algún producto o servicio, esto claro está, aplicado en la Ingeniería Industrial, pero ya teniendo en cuenta lo anterior, creo que es hora de ver cómo es que la tecnología se aplica en la elaboración de algo tan común como es el plástico en un ámbito industrial.

El plástico es un material elaborado a base de un polímero (unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros) que es muy resistente, en los que nos pueden servir para diversos usos como contenedores, textiles, calzados, piezas mecánicas y por supuesto, botellas.

Actualmente existen tres tipos de elaboración de una botella:

Extrusión: Se utiliza para la realización de formas huecas (botellas de plástico, tarros, etc.) Un cilindro plástico o macarrón en caliente es extruido y cortado en el largo que se desea. Este cilindro de plástico pasa a un molde que se cierra sobre el plástico (en este caso Polietileno de Alta Densidad HDPE). El soplado de aire por el tubo expande el plástico contra las paredes del molde dándole la forma deseada. El molde es enfriado inmediatamente y la botella está acabada.
Imagen obtenida de http://www.plastisax.com/wp-content/uploads/extrusi%C3%B3n.gif
Soplado: Permite ofrecer soluciones innovadores y de calidad a los diferentes sectores de actividad: perfumería, cosmética, farmacia, limpieza y peluquería, diseñando envases a medida tanto para el pequeño fabricante como para el gran suministrador de marca blanca.
Imagen obtenida de http://www.plastico.com/documenta/imagenes/3030359/Figura-3-Botella-de-PET-Evolucion-de-la-preforma-durante-moldeo-por-soplado-estirado-g3.jpg
Inyección-soplado-estirado: Es el proceso de fabricación de plásticos sólidos ahuecados usando una pre-forma que ya tiene el tamaño deseado para que cuando la pre-forma sea soplada quede el contenedor con el tamaño deseado. Al usar el proceso de inyección estirado soplado se aumenta considerablemente la producción de envases y contenedores y usa una menor cantidad materias primas para la producción.
Imagen obtenida de http://4.bp.blogspot.com/-WZmvZ4Lg9kg/T3Bm8q_0SNI/AAAAAAAABzE/hOMcSHVyhU4/s1600/estirado+soplado.jpg
Se puede notar que la presencia de la tecnología está de una forma implícita en cualquier maquinaria o mecanismo que ayuda a la elaboración de este producto, en sí, ya sería la tecnología aplicada.

Con lo anterior, podemos concluir que la tecnología forma parte de muchos y diversos procesos de la elaboración de varios productos, algunos tan comunes como lo es una botella de plástico, o tan sofisticados como la fabricación de un aeroplano.

Referencias bibliográficas: