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1 de Julio de 2014
Ingeniería

El futuro del diseño flexible

Máquinas flexibles, de una sola pieza, podrían hacer en breve que los actuales montajes de partes rígidas parezcan antiguallas.

GREGG RUFFING

En síntesis

Las máquinas diseñadas por el ser humano adquieren flexibilidad gracias a sistemas complejos, con frecuencia ineficientes, de partes rígidas. Resistencia y flexibilidad a menudo son incompatibles.

El diseño elástico, o doblegable, es una estrategia en ingeniería que aprovecha la flexibilidad para distribuir cargas en dispositivos con adaptación de forma que constan del menor número posible de piezas.

Podría conducir a nuevas máquinas, como alas de avión que cambien de forma y robots con forma de serpiente, así como a modos de aumentar la duración y el rendimiento de toda clase de dispositivos.

Un día lluvioso de 1995 iba conduciendo por Ann Arbor, en Michigan, cuando me quedé absorto con los limpiaparabrisas. Por entonces era profesor adjunto de ingeniería mecánica de la Universidad de Michigan. En los años anteriores había realizado varios estudios sobre lo que en el ámbito industrial se conoce como «diseño de montaje». El objetivo de este tipo de estudio es la reducción del número de piezas de una determinada máquina, para abaratar los costes de fabricación y montaje. Durante ese trabajo me había preguntado qué sucedería si se llevase el diseño de montaje hasta el extremo. ¿Podríamos diseñar productos que no hubiese que montar?

Mientras iba al volante, me llamó la atención que el limpiaparabrisas fuese un absurdo despilfarro de trabajo de ingeniero. El armazón que sujeta la escobilla desechable tiene que ser muy flexible. Debe mantener presionada la escobilla contra el cristal mientras se mueve de un lado a otro sobre una superficie contorneada, variable. Además, ha de hacerlo de esa forma en diversos modelos de automóvil, en cada uno de los cuales el parabrisas tiene su propia geometría. ¿Nuestra respuesta a esta exigencia de flexibilidad? Un complicado sistema de barras rígidas, uniones y pivotes.

En esa época había otro asunto que centraba mi interés: el diseño elástico, o «doblegable», que busca la construcción de máquinas flexibles y resistentes con el menor número de piezas. En nuestro equipo habíamos conseguido ya construir máquinas a partir de una sola pieza de material. En 1993, junto con mis estudiantes de doctorado G. K. Ananthasuresh y Laxman Saggere, construimos una grapadora doblegable de una sola pieza, sin montaje. Pero el limpiaparabrisas me impresionó como ejemplo perfecto para una prueba. Un limpiaparabrisas de una pieza, o monoforme, eliminaría a casi todos los efectos el montaje. Si tenía éxito, el proyecto sería mucho más que un ejercicio de ingeniería minimalista. La mayor parte del coste de fabricación de un limpiaparabrisas corresponde al montaje. A nadie sorprende que la producción de estos artículos intensivos en montaje se haya trasladado desde hace tiempo a países con salarios bajos.

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