revista ingeniería mecánica
10
8-12-2014
-
Upload
jairo-villagran -
Category
Documents
-
view
240 -
download
3
description
información general
Transcript of revista ingeniería mecánica
8-12-2014
CONTENIDO
EDITORIAL: ......................................................................................................................................................... 3
NUEVAS TECNOLOGIAS EN LA INGENIERIA MECANICA ............................................................................ 3
DESARROLLO DE LA MAQUINARIA .......................................................................................................... 4
CAMPO DE LA INGENIERÍA MECÁNICA .................................................................................................... 4
INOVACION DE TECNOLOGÍAS EN INGENIERÍA MECÁNICA ....................................................................... 5
DESARROLLAN UN ROBOT quirúrgico que 'comprende'
la voz y los gestos del cirujano……………………………………………………………………………….6 UN BRAZO MEJORADO .................................................................................................................................. 7
APLICACIONES DE LA REALIDAD VIRTUAL EN LA INGENIERÍA MECÁNICA Y AUTOMOTRIZ .......................... 8
IMÁGENES ........................................................................................................................................................ 10
ILUSTRACIÓN 1 ............................................................................................................................................. 10
ILUSTRACIÓN 3 ............................................................................................................................................. 10
ILUSTRACIÓN 2 ............................................................................................................................................. 10
EDITORIAL:
El tema trata de los cambios que la introducción de nuevos sistemas
tecnológicos en los procesos de trabajo produce en los resultados
empresariales, en las relaciones industriales, en las condiciones de
trabajo y cualificación, fenómenos organizativos que aparecen como
uno de los problemas centrales de reflexión y actuación en el ámbito
de las Ciencias Sociales del Trabajo. El objetivo de este capítulo se
centrará en la construcción de un marco teórico y metodológico para
abordar las prácticas de implantación de artefactos tecnológicos en
los procesos productivos. Por un lado, se tendrá en cuenta una
discusión epistemológica en relación a la forma de construir el
conocimiento sobre la tecnología por parte de las ciencias sociales, es
decir, sobre la definición de las características de:
Lo tecnológico: Por otro lado, se planteará a continuación una
reflexión sobre cómo analizar dos modelos de experiencias y
prácticas concretas de introducción de nuevas tecnologías en las
empresas, de dos formas sociales de automatización:
El sistema tecno céntrico y los sistemas antropocéntricos de
producción. Todo ello en relación a la ineludible necesidad de rastrear
los procesos de toma de decisiones por las que se aplican las visiones
y marcos de referencia alternativos que los diseñadores de los
sistemas técnicos y delas políticas de innovación tienen sobre las
competencias que deben desempeñar los trabajadores y las máquinas,
es decir, respecto a qué
atribuciones otorgan a los
equipos técnicos al factor
humano
El fin último de esta propuesta
responde a la necesaria
sistematización y elaboración
de un enfoque o mirada que se
acerque a la implantación de
nuevas tecnologías en las
empresas desde una
perspectiva centrada en su
carácter social, contingente y
organizativo: reflexión de
carácter constructivista que,
rechazando cualquier
determinismo tecnológico,
guía y orienta la totalidad de
esta investigación
DESARROLLO DE LA MAQUINARIA
CAMPO DE LA INGENIERÍA MECÁNICA
istóricamente, esta rama
de la ingeniería nació en
respuesta a diferentes
necesidades que fueron
surgiendo en la sociedad. Se
requería de nuevos dispositivos
con funcionamientos complejos
en su movimiento o que
soportaran grandes cantidades
de fuerza, por lo que fue
necesario que esta nueva
disciplina estudiara el
movimiento y el equilibrio.
También fue necesario encontrar
una nueva manera de hacer
funcionar las máquinas, ya que
en un principio utilizaban fuerza
humana o fuerza animal. La
invención de máquinas que
funcionan con energía
proveniente del vapor, del
carbón, de petroquímicos (como
la gasolina) y de la electricidad
trajo grandes avances, dando
origen a la Revolución Industrial
a mediados del siglo XVIII. Más
adelante surgiría la producción
en serie.
A principios del siglo XIX en
Inglaterra, Alemania y Escocia, el
desarrollo de herramientas de
maquinaria llevó a desarrollar un
campo dentro de la ingeniería en
mecánica, suministro de
máquinas de fabricación y de sus
motores. En los Estados Unidos,
la American Soviet of Mecánica
Engieres (ASME) se formó en
1880, convirtiéndose en la
tercera sociedad de profesionales
de ingeniería, después de la
Sociedad Americana de
Ingenieros Civiles (1852) y el
Instituto Americano de
Ingenieros de Minas (1871). [4]
Las primeras escuelas en los
Estados Unidos para ofrecer una
enseñanza de la ingeniería son la
Academia Militar de Estados
Unidos en 1817, una institución
conocida ahora como la
Universidad de Norwich en 1819,
y el Instituto Politécnico
Rensselaer en 1825. La educación
en ingeniería mecánica se ha
basado históricamente en una
base sólida en matemáticas y la
ciencia.
La ingeniería mecánica es un
campo muy amplio de la
ingeniería que implica el uso de
los principios de la física para el
análisis, diseño, fabricación de
sistemas mecánicos.
Tradicionalmente, ha sido la
rama de la ingeniería que
mediante la aplicación de los
principios físicos ha permitido la
creación de dispositivos útiles,
como utensilios y máquinas. Los
ingenieros mecánicos usan
principios como el calor, las
fuerzas y la conservación de la
masa y la energía para analizar
sistemas físicos estáticos y
dinámicos, contribuyendo a
diseñar objetos. La Ingeniería
Mecánica es la rama de las
máquinas, equipos e
instalaciones teniendo siempre
en mente aspectos ecológicos y
económicos para el beneficio de
la sociedad. Para cumplir con su
labor, la ingeniería mecánica
analiza las necesidades, formula
y soluciona problemas técnicos
mediante un trabajo
interdisciplinario, y se apoya en
los desarrollos científicos,
traduciéndolos en elementos,
máquinas, equipos e
instalaciones que presten un
servicio adecuado, mediante el
uso racional y eficiente de los
recursos disponibles.
Sistema termodinámico típico
mostrando la entrada desde una
fuente de calor (caldera) a la
izquierda y la salida a un
disipador de calor (condensador)
a la derecha. El trabajo se extrae
en este caso por una serie de
pistones.
H
INOVACION DE Tecnologías en
ingeniería mecánica
os tecnólogos en ingeniería mecánica
ayudan a los ingenieros a diseñar,
desarrollar, probar y fabricar maquinaria
industrial, productos de consumo masivo y otro
tipo de equipamiento. Pueden colaborar en la
evaluación de productos -por ejemplo al
configurar la instrumentación en pruebas de
choques de automóviles. Pueden crear bosquejos
y esquemas preliminares, registrar datos, realizar
cálculos, analizar resultados y producir informes.
Al planificar la producción, los tecnólogos en
ingeniería mecánica preparan esquemas y
diagramas del proceso de ensamble y de las
piezas que se fabricarán. Estiman los costos de
trabajo, vida útil del equipamiento y espacio en la
planta.
Algunos
prueban e
inspeccion
an
máquinas y
equipos, o
trabajan
con
ingenieros
para eliminar problemas de producción. También
pueden trabajar en el área de mercadeo o ventas.
Lo más probable es que un tecnólogo en
ingeniería mecánica recién egresado que hace su
entrada a la industria comience por trabajar en el
diseño de productos, desarrollo, evaluación,
operaciones técnicas o ventas y servicios
técnicos. Encontrarás mayores detalles sobre la
tecnología en ingeniería en la sección
correspondiente del sitio del Sloan Career
Cornerstone-Center.
Sugerencias académicas para estudiantes
preuniversitarios:
Los estudiantes preuniversitarios debieran tomar
la mayor cantidad posible de cursos de ciencias y
matemáticas, ya sea en horas escolares o como
parte de programas fuera del horario escolar. Los
estudiantes de 5 a 9 años de edad debieran
tomar clases de matemáticas adicionales,
resolver puzzles y efectuar proyectos de
construcción o diseño.
Los estudiantes de 9 a 12 años de edad debieran
tomar clases de matemáticas adicionales, y si
están motivados, adentrarse en las áreas de
preálgebra y geometría. Los estudiantes de 12 a
18 años de edad podrían considerar tomar cursos
conceptuales de álgebra avanzada, química,
geometría e ingeniería. También existen diversas
lecciones y actividades, así como proyectos y
competiciones que pueden ofrecer a los
estudiantes una atractiva exposición directa a los
principios de la ingeniería eléctrica. Los
estudiantes que llevan a cabo estas actividades y
participan en proyectos o competiciones logran
una mejor comprensión de la tecnología en
ingeniería y su efecto en la sociedad. Podrán
determinar más cabalmente si la tecnología en
ingeniería es su área profesional al compartir sus
intereses con otros estudiantes, y realizar
aplicaciones prácticas de ingeniería. Los
programas y pasantías de verano son otra
excelente forma que tienen los estudiantes
preuniversitarios de explorar el campo de la
tecnología en ingeniería.
L
DESARROLLAN UN ROBOT
QUIRÚRGICO QUE 'COMPRENDE'
LA VOZ Y LOS GESTOS DEL CIRUJANO Un grupo de investigación del Instituto Andaluz de Automática Avanzada y Robótica (IAR) ha desarrollado
un robot autónomo que sirve como asistente en cirugías mínimamente invasivas, mediante una cámara y
un brazo que ayuda al especialista en maniobras como la sutura.
Bautizado con el nombre de CISOBOT, el autómata se adapta al cirujano, mediante la identificación de
movimientos y de gestos de una forma automática. Para ello
utiliza un algoritmo que calcula estadísticamente la mejor
respuesta a unas maniobras modelo que se han registrado
previamente en la memoria de la máquina.
A pesar de este movimiento intuitivo, las órdenes de voz tienen
prioridad, para poder modificar su conducta en el momento, si la
operación no sigue el curso prefijado.
Otra de sus ventajas es que tiene dos brazos, uno para la cámara
laparoscópica y otro para mover una herramienta que ayude al
cirujano a operar. “Para combinar estos dos soportes, necesita un
interfaz que se comunique con el cirujano y un control para poder
mover el robot”, comenta Enrique Bauzano, uno de los
investigadores del proyecto.
Además es distinto a otros robots quirúrgicos anteriores, como el
ERM que sirve para la exploración visual de la cavidad abdominal
mediante una cámara laparoscópica y está dotado de
movimientos automáticos que se producen dentro del paciente
durante las operaciones quirúrgicas. También se diferencia del
robot DAVINCI que teleopera, es decir, el cirujano lo mueve a distancia, desde una cabina, y éste
reproduce sus movimientos.
Frente a ellos CISOBOT funciona como un apoyo en la intervención quirúgica, no necesita que sea
manipulado por ninguna persona, sino que responde a los gestos específicos y a comandos de voz que
realiza el cirujano y le apoya con operaciones simples. “A pesar de su sentido intuitivo de respuesta, tiene
unas pautas que tiene que seguir y nunca realiza tareas que puedan poner en peligro al paciente”, explica a
Belén Estebanez, una de las investigadoras del Instituto.
UN BRAZO MEJORADO
En sus trabajos anteriores los expertos habían desarrollado la capacidad de movimiento de
la máquina, que se sustenta con una muñeca pasiva, es decir, es una articulación no
mecanizada, suelta. En esta muñeca se coloca la cámara, que al no necesitar precisión,
adapta su movimiento al movimiento del robot.
on el otro brazo
del mecanismo sí
se necesita
precisión, por lo que está
mecanizado y controlado
a través de un sensor de
fuerzas, para evitar
maniobras que dañen a la
persona intervenida.
“Una vez conseguido la
precisión de movimientos
dentro del paciente,
hemos buscado que el
robot pueda asistir al
cirujano en maniobras
como la sutura”, aclara
Bauzano. “Una maniobra
que es relativamente
compleja para la que los
cirujanos tienen que
entrenarse”, continúa.
Esta operación necesita el
uso de las dos manos,
CISOBOT ayuda a ella
mediante el uso de sus
brazos, con uno de ellos
ayuda a colocar la aguja o
a apoyar un tejido
mientras permite que sea
el cirujano el que realice
los movimientos que son
delicados.
“El objetivo final de este
autómata es ayudar al
cirujano en operaciones
mínimamente invasivas y
mejorar la precisión y el
tiempo de la operación, lo
que se consigue gracias a
la respuesta intuitiva que
tiene frente a los gestos y
las órdenes de voz del
médico”, apostillan los
investigadores.
C
APLICACIONES DE LA REALIDAD VIRTUAL EN LA INGENIERÍA MECÁNICA Y
AUTOMOTRIZ Hoy en día, la fabricación de vehículos ha crecido de forma exponencial; se han diseñado y construido
sistemas mucho más eficaces, que
hacen que los motores sean más
pequeños, pero más potentes, y
que sean menos ruidosos; se han
incorporado sistemas de
calefacción que hacen más
confortable el viaje, con asientos
ergonómicos; sofisticados
sistemas de transmisión que
pueden ser manuales y
automáticos al mismo tiempo;
sistemas economizadores de
combustible; sistemas de frenado
eficientes, así como vehículos que
presentan gran estabilidad en su trayecto. Todos estos y otros desarrollos en el área automotriz han sido
diseñados, probados y desarrollados en la creación de prototipos, como el del Vehículo Fórmula SAE®.
El objetivo principal del proyecto Fórmula SAE® —
así como de los proyectos involucrados, de
pequeña, mediana o mayor envergadura dentro
de la UNAM, a través de la Facultad de Ingeniería
e Institutos—, es involucrar a los estudiantes de
las carreras de ingeniería, y otras áreas
científicas, a incursionar en el área automotriz. El
diseño y desarrollo del vehículo de carreras FSAE®
dentro de esta área debe mantener y formar en
los integrantes del equipo liderazgo,
razonamiento metódico y analítico,
comunicación, participación, trabajo en equipo,
imaginación, creatividad, organización y, sobre
todo, toma de decisión dentro del proyecto. En
conjunto, esto permite coadyuvar y contribuir en
la realización efectiva, continua y tecnológica del
proyecto, y en la formación personal, académica
(teórica y práctica) y profesional del ingeniero.
El proyecto FSAE® es tan completo que considera
prácticamente todos los aspectos de diseño,
construcción, evaluación, producción,
financiamiento y desarrollo tecnológico para
llevar a cabo la manufactura del vehículo y la
dirección de dicho proyecto. Es por ello que
deben establecerse y emplearse principios
básicos, así como herramientas matemáticas y
computacionales —consideradas para realizar el
diseño de la estructura—, de los componentes
mecánicos, de la carrocería y de los propios
ensambles, a través de diversos recursos gráficos
y visuales, como lo es el uso de programas de
realidad virtual. Además, se colabora en las áreas
de mecánica y automotriz, con el propósito de
crear nuevas tendencias en diseños y prototipos,
aplicando la ingeniería inversa y mejorando los
sistemas que lo integran.
as aplicaciones y
desarrollo tecnológico
en el área de
ingeniería mecánica, en
particular dentro del área
automotriz, han permitido
guiar el rápido crecimiento en
otras áreas de investigación,
como en materiales,
manufactura avanzada y
esbelta, diseño mecánico,
análisis a través de ingeniería
mecánica computacional y, en
gran demanda, la aplicación
de tecnologías de
automatización y robótica
industrial; lo que permite
mayor flexibilidad de
fabricación en tiempos
reducidos, pero sobre todo,
haciendo uso e
implementación de los
ambientes virtuales. Éstos han
ayudado a desarrollar
herramientas que permiten
visualizar los elementos
internos y externos de
cualquier prototipo de
ingeniería que se esté
desarrollando y/o de los
productos que llegarán a
convertirse, en menor tiempo,
en productos terminados.
A través de la sala de realidad
virtual inmersiva,
Observatorio Ixtli [2], se puede
mostrar, en una aproximación,
lo que sería el prototipo final
en escala real y los diferentes
sistemas que lo conforman,
experimentando una
sensación de acercamiento
(inmersión) del mundo virtual
al mundo real, gracias a las
características y propuestas de
diseño que podrían llevarse a
cabo dentro de una empresa,
—en donde se lleve a cabo la
manufactura, producción y
venta de pequeños vehículos
de carreras FSAE®—. El
desarrollo de este proyecto, y
de cualquier proyecto
tecnológico, ayuda al
estudiante a poner en práctica
su destreza; permitiendo
desempeñarse mejor en la
vida profesional, al tener
conocimiento de los
problemas que se podrían
presentar con cada proceso,
enfrentando eficientemente la
toma de decisiones y
mejorando los resultados de la
industria
L
IMÁGENES
ILUSTRACIÓN 1
ILUSTRACIÓN 3
ILUSTRACIÓN 2
