segundo semestre B enectics

1. 0
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA
INGENIERÍA MECÁNICA

2. 1
Contenido
EDITORIAL: .................................................................................................................................... 2
NUEVAS TECNOLOGIAS EN LA INGENIERÍA MECÁNICA ............................................................ 2
Un robot bola surca los campos de cultivo................................................................................... 3
Como la noria de un hámster................................................................................................... 3
Desarrollan un robot quirúrgico que 'comprende' la voz y los gestos del cirujano...................... 5
Un brazo mejorado................................................................................................................... 6
Audi adelanta con éxito su proyecto de fabricar diésel sintético a partir del agua y el CO2. ...... 7
Ingeniería mecánica evolucionando cada día más........................................................................ 8
Desarrollo P&ID......................................................................................................................... 8
Cálculo y selección de equipos de proceso............................................................................... 8
Diseño 3D instalación................................................................................................................ 8
Diseño modular......................................................................................................................... 8
Compra de equipos ................................................................................................................... 9
Integración de equipos.............................................................................................................. 9
Supervisión y montaje de la instalación de los equipos............................................................ 9
Supervisión de puesta en marcha............................................................................................. 9
Documentación......................................................................................................................... 9
Cursos de formación ................................................................................................................. 9
IMÁGENES ................................................................................................................................... 10
Ilustración 1............................................................................................................................. 10
Ilustración 3............................................................................................................................. 10
Ilustración 2............................................................................................................................. 10

3. 2
EDITORIAL:
NUEVAS ECNOLOGIAS EN LA INGENIERÍA MECÁNICA
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

4. 3
Un robot bola surca los campos de
cultivo.
Uno de los intereses del Grupo de
Robótica y Cibernética de la Universidad
Politécnica de Madrid es desarrollar
robots capaces de desenvolverse en
entornos donde la locomoción puede
verse dificultada por las irregularidades
del terreno que comprometen su
estabilidad.
Ahora, los investigadores han abordado
el estudio, diseño y construcción de un
vehículo móvil terrestre que cuenta con
un sistema no convencional de
movimiento: un 'robot bola'.
Se trata de Rosphere, que carece de
ruedas, orugas o patas. Se limita a un
único cuerpo esférico que, literalmente,
rueda sobre sí mismo para realizar sus
diferentes misiones, siendo por ello
intrínsecamente estable. En las distintas
pruebas de evaluación realizadas, el
robot ha demostrado su potencial para
diversas aplicaciones.
¿Cómo logra una simple bola o cuerpo
esférico moverse aparentemente sin
ninguna fuerza externa? Aunque existen
diferentes técnicas, en este caso el
funcionamiento está basado en un
principio de relativa simplicidad que
involucra el entendimiento de un
concepto físico fundamental: el centro de
masa.
Como la noria de un hámster
El funcionamiento del 'robot bola' puede
compararse con el de una bola de juegos
de un hámster. Allí, lo que realmente
ocurre es que a medida que el hámster se
mueve, éste cambia la ubicación del
centro de masa del sistema
desestabilizando el cuerpo esférico y, en
consecuencia, generando movimiento.
En general los diferentes sistemas de
locomoción de los robots esféricos
pueden entenderse como modos
alternativos de reemplazar al pequeño
animal por un sistema mecánico
complementado por instrumentos
electrónicos y programas, de modo que,
en conjunto, el sistema 'mecatrónico'
puede inducir movimientos en una bola
de manera controlada.
Rosphere cuenta con un sistema
pendular con capacidad de dos
movimientos independientes (o dos
grados de libertad). Con este mecanismo
interno, el robot puede realizar
movimientos rectos y curvilíneos
similares a los de un coche.
Una parte importante del tiempo
invertido en esta investigación ha estado
relacionado con el desarrollo
'mecatrónico' del robot, es decir, todo lo
que involucra su mecánica y electrónica
de control, comunicaciones y
programación, generándose dos
versiones en las que se han probado
diferentes evoluciones del sistema
pendular y su accionamiento.

5. 4
Se ha usado para medir variables
ambientales en cultivos y en el parque
del Retiro de Madrid
Tras el desarrollo de la plataforma de
pruebas y la validación de sus sistemas
de control, el robot ha sido puesto en
diferentes escenarios para evaluar sus
aplicaciones reales más allá de su
particular forma de desplazarse.
En el primero se ha utilizado el robot
para realizar mediciones in situ de
variables ambientales en los surcos de
los cultivos, donde la forma esférica
resulta ideal para que éste no afecte los
mismos, realizando recorridos y
recolectando información que pueda ser
utilizada para la monitorización y
aplicación de técnicas de agricultura de
precisión.
Otro escenario ensayado ha sido la
monitorización de espacios compartidos
con personas, en donde se pretende
verificar que este tipo de robot puede
interactuar de manera segura sin que
represente una amenaza para las
personas. Como escenario prototipo se
ha escogido el parque del Retiro de
Madrid.
Aunque aún es un sistema en desarrollo,
Rosphere ha demostrado en sus pruebas
preliminares el potencial para diferentes
aplicaciones. Aspectos como las mejoras
en su navegación autónoma .
En su robustez mecánica aumentarán sus
campos de aplicación

6. 5
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 quirúrgica,
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
Estébanez, una de las investigadoras del
Instituto.

7. 6
Un brazo mejorado
n 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.
Con 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.
E

8. 7
Audi adelanta con éxito su
proyecto de fabricar diésel
sintético a partir del agua y
el CO2.
udi no sólo es una firma exitosa
en el desarrollo de motores
diésel para las pruebas
automovilísticas de alta competencia y
resistencia como lo ratifican los
repetidos triunfos de sus prototipos en
pruebas como Le Mans. Su grado de
investigación sobre el uso de este
combustible los ha llevado hasta a
producirlo de forma sintética.
La firma alemana consiguió
recientemente producir el Crude Blue, un
diésel sintético de alta pureza, a partir de
elementos que se encuentran en la
naturaleza como el agua y el CO2 o
dióxido de carbono. Y la producción, que
ya se está empezando a multiplicar a una
escala cada vez mayor está en la
actualidad en un rango de 128 litros
diarios, que aunque parezca
insignificante es enorme si se tiene en
cuenta que apenas era un proyecto con
muy corto tiempo de ejecución.
Este exitoso resultado, para el que Audi
asegura que hace un mínimo gasto
energético, se obtuvo en la planta que
tiene en asocio con la firma Climeworks
en la ciudad de Dresden, Alemania. Pero
cómo se obtiene este nuevo 'oro azul'?
Por el momento, los detallles son
mínimos pero se sabe que a partir de una
electrólisis que sirve para descomponer
el agua y que es donde más gasto
energético hace la firma, se obtiene el
hidrógeno que se termina mezclando con
el dióxido de carbono, que se extráe de la
atmósfera, y en dos etapas se hacen
reaccionar a una temperatura de 220
grados y a una presión de 25 bar.
Este e-Diesel que se genera como
resultado, y al que también se le
denomina al diésel sintético, se obtiene
en un proceso que tiene una eficiencia
del 80%. Es decir, mientras la planta
produce 160 litros de este combustible al
día, resultan 128 utilizables como
materia prima para generar el diésel de
alta calidad que a diferencia del mineral
no tiene ni sulfuros, ni aromáticos y con
un índice alto de cetanos, lo que se
traduce en una combustión inmejorable,
mayor potencia y menor desgaste de los
motores.
Lo mejor del proceso es que la
extracción del dióxido de carbono se
hace del sobrante que tiene la atmósfera
con lo cual no se genera un nivel
contaminante adicional, y por su pureza
este nuevo combustible ecologico,
contamina menos. Un avance muy
afortunado que debería tener futuro
A

9. 8
Ingeniería mecánica evolucionando cada
día más.
GEA Process Engineering Spain aporta soluciones de una forma dinámica a la vez que
flexible y conduce el proyecto desde un diseño preliminar basado en un proceso solicitado
por el cliente hasta la ejecución final de la obra, culminada con la puesta en marcha y
entrega de la instalación.
Todo ello avalado por una amplia experiencia en el campo de los procesos alimentarios
y con un continuo desarrollo de nuevas tecnologías.
En el ámbito de la ingeniería de procesos y del diseño mecánico GEA Process
Engineering Spain ofrece las siguientes actividades:
Desarrollo P&ID. Se busca un diseño
que garantice la calidad del producto,
optimizando el proceso e integrándolo en
el resto de los procesos existentes y
disminuya las mermas de producción.
Cálculo y selección de equipos de
proceso. Se seleccionan los equipos e
instrumentación más adecuados para
cada tipo de proceso. En la selección se
tienen en cuenta criterios de
funcionamiento, de calidad, de seguridad
y de ahorro energético. Por supuesto se
tiene en cuenta los equipos existentes
para mantener una homogeneidad en la
planta y evitar así posibles problemas
futuros en mantenimiento.
Elaboración layout. La etapa inicial de
la ingeniería de detalle comienza con la
preparación de una propuesta de
implantación 2D, en la que se combina la
fase de optimización de los espacios
disponibles en planta con las
preferencias del usuario final.
Diseño 3D instalación. Etapa clave
en el desarrollo del diseño de la nueva
instalación donde se busca el mejor
aprovechamiento del espacio en la
planta, el diseño higiénico de la
instalación, el diseño optimizado para la
reducción de mermas, la disposición de
los equipos lo más ergonómica posible
favoreciéndose así su uso y su acceso a
mantenimiento y, por supuesto, una
instalación segura.
Diseño modular. Diseño y fabricación
de la instalación en forma modular que
facilita el transporte, permite un mayor
control de calidad, reduce los plazos de

10. 9
entrega y reduce los tiempos de obra en
planta.
Compra de equipos. Equilibrando en
cada momento el grado de innovación
tecnológica con la experiencia
imprescindible para dotar de robustez a
una instalación de producción industrial.
Integración de equipos. La
integración de nuevos equipos en
instalaciones ya existentes se lleva a
cabo reduciendo el impacto provocado
por los tiempos de espera.
Supervisión y montaje de la
instalación de los equipos. Los
ingenieros de GEA Process Engineering
Spain coordinan y supervisan el montaje
de la instalación.
Supervisión de puesta en marcha.
Durante la puesta en marcha en la
instalación del cliente, el personal
cualificado de GEA Process Engineering
Spain vela por el correcto transcurso de
las pruebas con agua y producto hasta
finalizar la fiabilización de la instalación.
Documentación. Al finalizar la puesta
en marcha se entrega toda la
documentación completa y actualizada
de los componentes que integran la
instalación.
Cursos de formación. Personal
cualificado de GEA Process Engineering
Spain realiza una formación a los
operadores de planta y personal de
mantenimiento para un perfecto uso de la
nueva instalación.

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IMÁGENES
Ilustración 1
Ilustración 3
Ilustración 2