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miércoles, 29 de mayo de 2013

Filosofia del Alcance Maximo, Materiales

La Tecnologia trabaja con los materiales disponibles, los primeros aviones estaban fabricados de Tela y Madera, con metal solo en los motores, durante muchos años ese fue el Paradigma (la forma en que todos hacian las cosas), los aviones de los Hermanos Wright y los triplanos basicamente tenian el mismo principio basico de construccion, solo que mas de una decada paso entre ellos, se pudo lograr aumentar la distancia recorrida por los aviones por medio de diseños de alas mas eficientes, motores mas potentes y tanques de combustible mas grandes en los aviones, incluso se introdujo el concepto de Carga Alar, para dar una relacion entre el peso de una aeronave y su area de sustentacion, algo era tan evidente, que nadie puso mucha atencion en el asunto, la madera es pesada y fragil, lo mismo con la tela, una lluvia fuerte podia convertir un gracil avion en un ladrillo con alas, un viento fuerte podia rasgar un ala o dejar encuerado el fuselaje, hacian falta materiales mas resistentes.

Casi al final de la Primera Guerra Mundial, a Junkers se le ocurrio una gran idea, usar metal corrugado, si bien era tan pesado como la madera, podia ofrecer mayor resistencia mecanica y repeler el agua, ademas si se maquinaba con mucha eficiencia, podian hacerse placas de metal tan delgadas, que pudiesen ahorrar peso, la idea era el camino correcto, pero tardo en prender, increiblemente, hasta 1940 seguian construyendose aviones de madera y tela.

Buena parte del mundo se dio cuenta de las ventajas, pero la costumbre es algo dificil de vencer, despues de todo, la madera era bien conocida, facil de manejar y muy barata, en cambio el metal requeria de grandes fundiciones y en su forma de los veintes, muy pesado.

Pero llego la guerra, la escasez y el Aluminio, un metal muy ligero, muy resistente y magnificamente ductil, que pesaba solo una fraccion del peso de la madera y del metal, con un avion del ligerisimo material, podian hacerse proezas en el alcance, con el mismo combustible y motor, un Hurricane de aluminio podia tener casi el doble de alcance que uno de madera, y pronto hubo una fiebre de aluminio, todos los paises lo adoptaron en la medida de sus capacidades, y para 1945, solo la URSS seguia haciendo aviones de madera (aunque tan bien que mereceria un estudio especial de ellos).

Parecia el sueño dorado de todo Ingeniero, pero el sueño duro poco, no mas de una siesta, para los cincuentas, la velocidad era lo que contaba, y el debil aluminio no era util para resistir las enormes temperaturas y esfuerzos a los que se sometia al fuselaje con los nuevos motores a reaccion, demasiado pronto se descubrio que los aviones de aluminio podian hacerse pedazos ante las violentas fuerzas de cizallamiento de una maniobra con Gs elevadas.

La respuesta, vino del lado de la Metalurgia, nuevos tipos de metales fueron producidos, mezclas aun secretas, de Acero y Aluminio, ductiles, resistentes y practicamente adiabaticas, la nueva generacion de Jets Century aparecio en sus resplandecientes acabados metalicos, pero el precio que se pago fue elevadisimo en cuestiones de alcance, el nuevo F-104 fue descrito como un avion en el que das un par de pasos gigantescos y despues tienes que aterrizar porque ya no tienes combustible, el radio efectivo de los aviones se redujo casi a la mitad, un Skyraider podia permanecer en vuelo mucho mas tiempo que cualquiera de los modernos jets.

Se hizo una solucion pragmatica, enormes tanques de combustible auxiliares, aviones cisterna volando permanentemente, eliminar la pintura y cualquier otro peso innecesario, para ir de Estados Unidos a Inglaterra, un F-100 tenia que hacer cinco reabastecimientos aereos, y literalmente, no se podia volar fuera de casa sin un un buen KC-135, como que el camino no iba por ahi.

El Phantom vino a revolucionar todo, repentinamente, los metales se volvieron mixtos, no menos de 10 tipos diferentes de metal se usan en un Phantom, casi todos secretos, pero todos ellos le dan una resistencia mecanica y una ligereza increibles, en particular el Titanio demostro ser el metal ideal, ligero y resistente, se recuperaron los viejos alcances de la guerra, y con toda la parafernalia inventada para la serie Century, se logro finalmente tener un avion de alcance mundial, si un F-4 hacia cinco reabastecimientos aereos, podia llegar de Estados Unidos a Iran.

La tecnologia siguio adelante, por primera vez, hubo conocimientos nuevos antes de las necesidades tecnicas, la generacion de los Teens, (F-14, f-15, etcetera), fue diseñada con nuevos materiales revolucionarios, en particular plasticos, y metales diseñados en laboratorio, tan ligeros, que un avion vacio de la nueva generacion pesa menos que uno de la anterior, con mejores motores y mas combustible, ahora simplemente un F-15 puede dar la vuelta al mundo con cinco reabastecimientos aereos.

Y la nueva generacion, ha hechado mano de tecnologia mas novedosa, materiales mas resistentes e increiblemente, mas ligeros, las ceramicas no solo dan resistencia mecanica, sino tambien aislamiento termico y electronico, hay aviones actuales que pueden transmitir una onda de radar integra, sin reflejar nada, y la ceramica pesa menos que su contraparte de plastico.

lunes, 29 de abril de 2013

Filosofia del Diseño

He de reconocer que hay areas en la Ingenieria que tienden a confundirse y a yuxtaponerse, pero que todo Ingeniero o Cientifico debe de tener muy en claro, un caso muy claro es el de la Filosofia del Diseño en la Ingenieria, que aunque aparenta ser muy parecida a la Filosofia de la Ingenieria, no son en lo mas aboluto semejantes.incluso terminos como Filosofia del Diseño y Diseño Industrial parecen cercanos, pero en realidad son totalmente diferentes.

Como casi todo en Ingenieria, la difernecia de conceptos puede verse solo en un ejemplo, tomare el del Transporte Publico de particular a general.

Diseño Industrial

Alguna vez Lee Iacocca dijo que si por el fuera, contrataria mas diseñadores y menos ingenieros, la razon, muy simple, los automoviles son un producto de consumo y como tales, deben de ser muy agradables a la vista, hermosos, casi artisticos, aunque claro, arte funcional, y quien puede negarlo, un moderno Ferrari LaFerrari 2013 ofrece muy pocos cambios tecnologicos nuevos, pero es toda una obra de arte tecnologico, practicamente una escultura con motor, ese es el trabajo del Diseñador Industrial.

Ferrari Laferrari, muy poca nueva tecnologia, pero una
gran obra de Diseño Automotriz, una escultura con motor.

Filosofia del Diseño

La Filosofia del Diseño tiene que ver mas en como hacemos las cosas, mas que en las cosas mismas, asi por ejemplo, la Filosofia en voga en la actualidad es la del maximo rendimiento de combustible con el motor mas potente, claro viendo de nuevo al Ferrari, porque en el area del auto GT es mas bien economia de combustible combinada con materiales ligeros y motores medianos, unido todo en el concepto de Maximo Alcance.

El Batimovil, la Idea de lo mas deseado en los
sesentas, buen diseño, tecnologia de metal, sistemas
analogicos y nada de seguridad interior
Pero si vemos los sesentas, los autos se diseñaban con un concepto diferente, materiales resistentes, diseños espectaculares y el uso de la bien probada tecnologia del metal, el auto mas fantastico de los sesentas era el Batimovil, digno representante de la apariencia sobre la utilidad.

Filosofia de la Ingenieria

Esta es mas bien el porque hacemos las cosas, en esta sociedad industrial, se considera mejor el transporte privado sobre el publico, las ciudades se han diseñado tomando en cuenta al auto como medio principal de transporte, la industria esta optimizada para la produccion de autos, los restaurantes tienen secciones destinadas a este mercado. Por ejemplo, si se decidiera que los autobuses y no los autos fueran el transporte  principal de la ciudad, se tendria que rediseñar todo, mas radical aun, si volviesemos a pasar una crisis de combustibles como la de los setentas, tendriamos que pensar en una solucion tecnologica que no tuviese motor, como los Romanos, los Hunos o los Aztecas, tendriamos que optar por otras soluciones de transporte publico, lo que se definiria como un Paradigma, (aunque no me gusta mucho la palabra, demasiado manoseada por los ignorantes)..

Si el concepto de transporte publico fuese la transportacion
masiva, las ciudades se diseñarian alrededor de los autobuses
y el enfasis se pondria en la seguridad y comodidad interior
Este Blog sera integramente dedicado al Diseño de la Ingenieria, colocare en el los articulos relacionados a ella que estaban en el Blog de Filosofia de la Ingenieria, dedicando el anterior a ese tema en particular. su amigo Sergio Tellez les da la Bienvenida.