Categoría: Ingeniería

Isaac Peral y Caballero, el Robot sumarino español que participará en Robosub

Isaac Peral y Caballero

El campo de los vehículos no tripulados, tanto los UAVs (Vehículo aéreo no tripulado) como los AUVs (Vehículos Autónomos Submarinos) se encuentra desde hace unos años en constante evolución y tiene mucho potencial de aplicación en sectores como defensa militar, logística, fines comerciales e investigación, gracias a sus principales características, sus dimensiones reducidas y pequeño peso respecto a los convencionales, que le confieren la capacidad de acceder a entornos que de otra forma sería imposible explorar, mapear, etc.

El origen de los AUVs se encuentra en el SPURV, desarrollado en los laboratorios de Física Aplicada de la Universidad de Washington en 1957. Este primer AUV podía mantener una velocidad de 4-5 nudos durante 4 horas y alcanzar una profundidad operativa de 3000 metros. A raíz de esta primera inmersión en este área, el MIT realizó numerosos estudios en los años 70 que han servido de germen para la tecnología de los vehículos no tripulados actuales.

Siguiendo esta tendencia hacia el continuo desarrollo e innovación de los AUVs, en 1997 se creó Robosub,  competición internacional organizada por la fundación internacional AUVSI (Association for Unmanned Vehicle Systems International) y la ONR (Office of Naval Research), que cada verano se celebra en San Diego, California. En Robosub se reúnen algunas de las mejores Universidades del mundo, tales como el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Cornell University o la Universidad Tecnológica de Delhi procedente de la India. Además esta competición está respaldada por patrocinadores tan emblemáticos como Boeing, Dassault Systems, Northrop Grumman o Intel.

Previo de Robosub del año 2011:

Imagen de previsualización de YouTube

El submarino autónomo “Isaac Peral y Caballero” es un proyecto llevado a cabo íntegramente por alumnos de distintas escuelas y facultades de varias universidades españolas a través de la asociación de estudiantes FuVe-E (Future Vehicles and Entrepreneurs), sitiada en ETSI Navales de la UPM (Madrid). Leer más »

La resonancia bien entendida: el puente de Tacoma Narrows

La resonancia es uno de los fenómenos físicos más espectaculares y divertidos.  Lo notamos cuando cantamos en la ducha, pulsamos el botón del microondas o empujamos el columpio del niño.  Su estructura interna es bastante sencilla: una fuerza externa periódica con la frecuencia adecuada, un sistema que no quiere moverse de donde está, quizá algo de disipación (energética, se entiende), y poco más.  Es capaz de hacer estallar copas, hundir puentes y si los Piratas del Caribe lo usan adecuadamente, pueden conseguir que arriba sea abajo y volcar un barco.

Pero los tiempos cambian, y la resonancia ya no es lo que era. Ese bello fenómeno está siendo desmontado ejemplo tras ejemplo. La guardiana de la puerta de Griffindor tuvo que romper una copa con la mano porque su voz no conseguía el efecto resonante como Ella Fitzgerald. Recientemente, el Amazing Enchufa2 nos demostró que la resonancia no era la responsable de calentar el desayuno. Y para colmo, el ejemplo de los ejemplos muerde el polvo.

Me refiero al puente de Tacoma Narrows.  Durante décadas, los profes de Física lo hemos utilizado como ejemplo de libro cuando explicamos el tema de la resonancia, y los libros de texto suelen incluirlo con profusión de fotografías. El libro de Física de  Giancoli afirma que el colapso del puente fue debido a un fenómeno resonante ocurrido “como resultado de fuertes ráfagas de viento impulsados al claro en un movimiento oscilatorio de gran amplitud.” El de Serwett-Jewett lo explica en términos similares: “fue destruido por las vibraciones de resonancia … los vórtices generados por el viento que soplaba a través del puente se produjeron a una frecuencia que coincidió con la frecuencia natural de oscilación del puente.”

Sin embargo, el que considero mejor libro de texto en física general (el Tipler) ni siquiera menciona el puente.  Y otro libro me dice que “hay dudas al respecto”.  ¿Qué dudas va a haber?  ¿Quién osa poner en duda el ejemplo de los ejemplos?  Molesto por tamaña falta de fe, me dispuse a averiguar la verdad.  Y lo cierto es que, en cierto modo, todos tienen razón.  Hubo resonancia en el puente de Tacoma Narrows, pero no fue esa la causa de su colapso. Leer más »

El capitán Bernoulli la lía parda de nuevo

Crucero Costa Concordia | Imagen Rvongher Wikicomons

Esta parece ser temporada de trastazos.  Apenas acabamos de dejar a la Phobos-Grunt hundiéndose en las aguas del Pacífico, y ahora tenemos un buque hundido frente a las costas italianas.  El interfecto, que respondía al nombre de Costa Concordia, sigue a estas horas encallado frente a las costas de la isla de Giglio.  Afortunadamente para las más de 4.200 personas que lo ocupaban (entre tripulación y pasajeros), las aguas eran tan poco profundas que el buque sigue parcialmente a flote, descansando sobre su costado de estribor.  En el momento de escribir estas líneas, todavía hay algunas personas desaparecidas.

Surge enseguida la pregunta: ¿cómo es posible que sucediese tal desaguisado?  ¿Qué tenía el capitán Schettino en la cabeza cuando ordenó que su barco, con un tonelaje que duplica el del Titanic, se acercase a la costa como si de un yate de recreo se tratase?  Aparentemente, parecía que lo que tenía era … mucha tontería.  Si se confirman las primeras informaciones, parece que el capitán maniobró de forma imprudente para saludar a los habitantes de la isla, en una tradición que se remonta muchos años atrás.  Las causas exactas habrán de ser determinadas con sumo cuidado, aunque todo apunta al consabido error humano. Leer más »

Telegrafía inalámbrica made in Spain

José María Mathé Aragua y la telegrafía óptica

La palabra telegrafía evoca imágenes de operadores manipulando pulsadores de baquelita, de señales Morse y líneas eléctricas cortando el paisaje.  Sin embargo, las primeras redes operativas de telegrafía en España –o, de hecho, de cualquier otro país- fueron de naturaleza muy distinta.  A comienzos del siglo XIX comenzaron a desplegarse las primeras redes de telégrafos ópticos, que consistían sencillamente en torres con distintos elementos visuales tales como semáforos, discos, paneles obturadores.  En cierto modo, resultan similares a los códigos de señales mediante banderas utilizados por las marinas de guerra, aunque en este caso las banderas eran sustituidas por elementos mecánicos de mayor envergadura.

Las primeras redes de telegrafía óptica se establecieron a finales del siglo XVIII en Suecia y Francia.  En 1794, los primeros mensajes llegados a París trajeron noticias sobre las victorias de los ejércitos franceses en  Le Quesnoy y Condé.   Entusiasmados por el éxito del novedoso medio de comunicación, una red de telégrafos ópticos atravesó Francia de un extremo a otro.  El propio Napoleón hizo buen uso de ellas durante su campaña de Rusia, gracias a una red de telégrafos móviles.

En España estuvimos a punto de poder desarrollar una red de telefonía óptica, pero las condiciones económicas y políticas no fueron favorables (sí, ya sé que en la Francia revolucionaria eran aún peores, pero así vienen dadas las cartas).  A pesar de un temprano intento realizado en 1799 (una línea de estaciones entre Madrid y Cádiz, que al final no pasó de Aranjuez), y de una rudimentaria red en la comarca de Cádiz entre 1805 y 1820, el telégrafo óptico tuvo que esperar tiempos mejores. Leer más »

El bosque vertical

Bosco verticale, el bosque vertical es un proyecto del arquitecto Stefano Boeri, que pretende contribuir a la reforestación metropolitana, la regeneración del ambiente y biodiversidad urbana.

Dos torres residenciales de 110 y 76 metros están siendo construidas en el centro de Milán. Cada apartamento tendrá un balcón diseñado para mantener un pequeño jardín con árboles de considerable tamaño.

Los dos edificios contendrán un total de 900 árboles, de 3, 6 y 9 metros de altura, además de una gran variedad de flora. Toda esta vegetación en una superficie plana equivaldrá a 10.000 metros cuadrados. Leer más »

Angela Zhang, la joven promesa contra el cáncer

Angela Zhang, una joven estadounidense de 17 años, ha resultado ganadora de la última edición del Premio Siemens en Ciencia y Tecnología. Su idea galardonada ha sido el diseño de una nanopartícula que ayuda a combatir el cáncer.  Su proyecto se titula  “Diseño de nanosistema de liberación de medicamento multifuncional, guiado por imagen y de control fototérmico para el tratamiento de células madre cancerígenas”.

Como la autora ha comentado ya en muchas entrevistas, su fijación en la patología viene dada por motivos familiares. Tanto su abuelo como bisabuelo murieron por causas tumorales y ello la llevó a investigar sobre la afección de la sobrereproducción celular. No tardó en darse cuenta que si atacaba directamente a la célula madre del tejido podía reducir la masificación. Leer más »

Cuestión de impurezas

Estoy seguro que muchos de vosotros cuando utilizáis un ordenador o cualquier dispositivo electrónico no os ponéis a pensar en la laboriosa transformación que ha sufrido el silicio desde su extracción en una mina hasta llegar a convertirse en parte de un microprocesador que usamos todos los días.

Después de todo, esto es lo normal, pues lo que nos interesa como usuarios es que nuestros ordenadores, móviles y demás dispositivos funcionen correctamente, sin importarnos cómo lo hace.

Sin embargo, los lectores de Amazings sois más que un usuario normal y seguro que queréis conocer las curiosidades de una transformación tan impresionante.

Si es así, vamos allá. Leer más »

Al dr. Frankenstein le habría encantado esto

Rapid-prototyping es una técnica de fabricación de elementos sólidos a partir de la deposición de láminas de resina una sobre otra hasta obtener la forma final de una figura. Es como construir por pisos. A cada lámina de resina se le aplica un breve proceso de curado por luz ultravioleta antes de depositar la siguiente capa. Cada una de estas capas es de micras de metro de espesor, pero la velocidad de obtención de figuras es muy aceptable. Esta tecnología vio la luz hace unos 20 años. Ahora, siguiendo el mismo principio, se quieren conseguir impresoras que impriman… ¡órganos humanos!

La creación de órganos artificiales, como otros muchos descubrimientos de la ciencia, surgió antes en la ciencia-ficción. Concretamente, Philip K. Dick habló de estos órganos en su novela de 1964, Cantata 140, y un poco más tarde, Larry Niven describió órganos cultivados artificialmente en su obra de 1968, A Gift from Earth.

Sin embargo, esto ya es realidad y se han construido algunos modelos de bioimpresoras experimentales. Por ejemplo, en 2002, el científico Makoto Nakamura se dio cuenta de que las gotas de tinta en una impresora convencional son de un tamaño aproximado al de las bolsas de células humanas. Bajo esta lógica, en 2008 creó una impresora que producía conductos biológicos parecidos a las venas humanas. Se puede ver en este vídeo. Leer más »

Vettel gana por correr como un patizambo

En este artículo se tratará de explicar la estrategia de diseño que han seguido algunas escuderías grandes de la parrilla durante la temporada 2011, en la que como la mayoría de lectores ya sabrá, Red Bull ha arrasado.

La clave del éxito del equipo austríaco ha sido la velocidad que tenía en el paso por curvas lentas. Por hacer un juego de palabras, lo rápido que iba en las curvas lentas, respecto a sus rivales. En el calendario actual casi no hay circuitos en las que las bifurcaciones dominantes sean las rápidas. Leer más »

N-1, el fracaso lunar soviético

No nos engañemos: el objetivo fundamental de la «carrera espacial» desarrollada durante la década de los sesenta y setenta del siglo XX siempre fue la investigación y mejora de los cohetes… para poder lanzar misiles nucleares al enemigo con mayor efectividad.

En esta costosa carrera contaba todo, desde conseguir el motor-cohete más fiable y potente, pasando por las computadoras de cálculo de trayectorias y su software asociado, hasta los escudos térmicos para la reentrada atmosférica de las cápsulas espaciales, transportaran éstas astronautas o bombas atómicas. ¿Qué mejor laboratorio de pruebas podía existir para probar todas esas tecnologías que una carrera con el enemigo para ser los primeros en pisar la Luna?

Los soviéticos fueron los primeros en ponerse en cabeza de la carrera al colocar el primer satélite artificial en órbita en 1957 (el famoso Sputnik-1), repitiendo en 1961 la hazaña al poner en órbita la Vostok-1 con Yuri Gagarin a bordo: el primer hombre en el espacio. Los cohetes R-7 (una versión modificada del misil intercontinental SS-6) supusieron un gran éxito para la Unión Soviética, y fueron capaces no sólo de lanzar un satélite al espacio, sino de enviar las primeras sondas de exploración a la Luna. Tras varios intentos, la Luna-3 consiguió rodear la Luna y fotografiar su cara oculta por primera vez en 1959.

La filosofía de la carrera espacial rusa empezó a basarse en trabajar sobre lo que funcionaba bien, mejorarlo en lo posible y utilizarlo hasta la saciedad. Después de los Vostok y Vosjod, meros prototipos para pruebas de supervivencia en el espacio, la oficina de diseño rusa de Serguei Koroliov empezó a trabajar en el diseño de la nave Soyuz, que efectuaría su primer vuelo en 1967. Todas estas naves espaciales volarían al espacio montadas sobre distintas versiones del mismo cohete que lanzó al Sputnik: el cohete R-7. Tal fue el éxito de este sistema de lanzamiento que, cuarenta y cuatro años más tarde, las naves Soyuz y sus cohetes R-7 modificados son actualmente el único sistema de lanzamiento tripulado en servicio «regular» que existen, después de la retirada de los transbordadores espaciales norteamericanos.

Sin embargo, para enviar una expedición tripulada a la Luna hacía falta algo con más…reprís. De hecho, hacía falta un cohete monstruoso de al menos tres etapas, capaz de poner en órbita baja terrestre una masa equivalente a más de 1.000 sputniks,aproximadamente unas 100 toneladas. Mientras Wernher von Braun elaboraba el programa Apolo-Saturno para los Estados Unidos, los ingenieros soviéticos de Serguei Koroliov diseñaron el cohete Nositel-1 o N-1.

Pero el cohete N-1 demostró ser una pesadilla para los rusos. Los 30 motores de su primera etapa nunca llegaron a funcionar con la efectividad necesaria como para hacer despegar el cohete de forma segura, y sus cuatro lanzamientos de prueba entre 1969 y 1972 se saldaron con estruendosas explosiones, de manera que mientras Koroliov se daba cabezazos contra aquel diseño claramente deficiente, los norteamericanos colocaron a una docena de hombres sobre la Luna y les hicieron volver con seguridad a casa.

En realidad, toda la misión lunar rusa parecía un poco cogida por los pelos, ya que requería de un paseo espacial en órbita lunar para transportar a un único astronauta desde la nave soyuz hasta el exiguo módulo de descenso lunar en el que tendría que realizar él solo toda la misión en la superficie y volver a la órbita para, con un nuevo paseo espacial, regresar a la soyuz antes de poner rumbo de vuelta a la Tierra.

Por si la competencia norteamericana fuera poco, en la misma Unión Soviética había surgido un serio oponente al cohete lunar N-1: Vladimir Cheloméi, un ingeniero constructor de misiles intercontinentales proponía la construcción del cohete UR-700, con mayor capacidad de carga que el N-1. Los fracasos continuos del N-1, la muerte de Koroliov en 1967 y los éxitos de los cohetes de Cheloméi como el UR-500 (hoy conocido popularmente como «Protón» y que ya por entonces estaba enviando con éxito sondas a la Luna y poniendo en órbita las estaciones espaciales Salyut) dieron definitivamente la puntilla al programa lunar tripulado ruso.