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ISSN electrónica 2697-3243
Revista INGENIO N.º 1 vol. 3 (2020)
Tecnologías de Fabricación y su Influencia en el Diseño Industrial
Manufacturing Technologies and their Influence in Industrial Design
Jácome P.
1
; Valverde C.
2
1 Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática, Carrera de Ingeniería
en Diseño Industrial, Quito, Ecuador
e-mail: epjacomem@uce.edu.ec
2 Universidad de Las Américas, Facultad de Arquitectura, Escuela de Diseño de Producto, Quito, Ecuador
e-mail: maria.valverde@udla.edu.ec
Información del artículo
Recibido: febrero 2020
Aceptado: abril 2020
RESUMEN
La Teoría de la Autopoiesis de Patrik Schumacher, desarrollada para el Diseño Arquitectónico puede ser
plasmada a través de la aplicación interdisciplinaria del diseño y de varias disciplinas de Ingeniería: Civil,
Estructural, Mecánica y de Manufactura. En este ensayo se hace una extrapolación de esa teoría con el
objetivo que sea el fundamento teórico y conceptual que sustente el diseño de productos para ser manu-
facturados en serie a nivel industrial. De esta manera se pretende difundir en Ecuador una metodología
de diseño paramétrico de productos.
Como elemento que guía el diseño conceptual del objeto tomado como caso de estudio, se escogió el
símbolo tri dimensional del infinito debido a su validez universal para distintas culturas alrededor del
mundo. Así se plantea nuevos modelos de superficies para estructuras, a partir de superficies canónicas
basadas, por ejemplo, en el círculo o en la elipse. Aquí se presenta una metodología de diseño y de pro-
puesta de forma que puede adaptarse para resolver el diseño de producto de joyas, envases y griferías, por
ejemplo, o estructuras como esculturas, puentes, estadios y coliseos
.
Palabras clave: Diseño Industrial, Diseño de Producto, Diseño Paramétrico, Autopoiesis, Ingeniería de
Manufactura.
ABSTRACT
Patrik Schumacher’s Theory of Autopoiesis, developed for Architectural Design can be embodied
through the interdisciplinary application of design and various Engineering disciplines: Civil, Structural,
Mechanical and Manufacturing. In this essay the objective of extrapolation of this theory is to turn it into
the theoretical and conceptual basis that supports the design of products to be manufactured in series at
the industrial level. In this way, it is intended to disseminate a parametric product design methodology
in Ecuador.
As an element that guides the conceptual design of the product taken as a case study, the three-dimen-
sional infinity symbol has been chosen due to its universal validity for different cultures around the
world. Thus, new models of surfaces for structures are proposed, based on canonical surfaces based, for
example, on the circle or on the ellipse. Here we present a design and proposal methodology so that it can
be adapted to solve the product design of jewels, containers and faucets, for example, or structures such
as sculptures, bridges, stadiums and coliseums
.
Keywords: Industrial Design, Product Design, Parametric Design, Autopoiesis, Manufacturing Engineering.
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
1. Introducción
Figura 1
Vista superior de la estructura basada en la
banda de Moebius
1.1. ¿Qué es el diseño paramétrico?
Con el objetivo de comprender el concepto de di-
seño paramétrico se realizará una breve descrip-
ción de hitos históricos que permitan formar un
criterio intuitivo de lo que esa metodología de
diseño constituye. A partir del desarrollo de la
segunda revolución industrial se alcanzó la estan-
darización de los procesos de producción en serie
buscando el objetivo de disminuir los tiempos de
producción regidos en un marco de trabajo donde
se buscaba la optimización de los recursos, siem-
pre escasos en el planeta Tierra. Esa estandariza-
ción se lee y se interpreta a través de la normativa
técnica, mayormente regida en los tiempos actua-
les por la International Standarization of Organi-
zation (ISO). Dicha estandarización se evidencia
básicamente a través de dimensiones y tolerancias
geométricas, aunque con menor aplicación de las
tolerancias geométricas, si se considera el nivel de
industrialización del Ecuador. Con este marco téc-
nico aplicado a la producción se consigue la inter-
cambiabilidad de objetos entre diversos sistemas
de productos y también la complementariedad
entre productos. Por esta razón se tiene repuestos,
por un lado, y por otro, los accesorios.
Continuando con este ejercicio descriptivo, se lle-
ga a la tercera revolución industrial, donde ya era
evidente otro resultado de la estandarización: el
diseño de la familia de objetos o de productos y su
posterior producción.
Pero no se puede ubicar en ninguno de esos dos
estadios del desarrollo de la sociedad humana de
producción el origen del diseño paramétrico, pues
su origen es anterior. Para ensayar una hipótesis
sobre su posible su origen, se puede iniciar escri-
biendo que cuando los primeros humanos conoci-
dos como homo sapiens empezaron a repartir sus
recursos [1], empezaron a hacer un trabajo basado
en lo paramétrico, si se hace una abstracción de
la necesidad de establecer medidas estandarizadas
para procurar el racionamiento equitativo para los
integrantes del clan y luego de la tribu. Siguiendo
el paso de la historia humana, es necesario dar un
salto a la sociedad de la Grecia clásica donde des-
tacaron los geómetras y los astrónomos, con sus
sistematizadas actividades para proyectar los con-
tornos de la Tierra y sus múltiples texturas orográ-
ficas. La tarea de esos primeros científicos se orde-
nó a través de la parametrización y es innegable la
influencia mutua entre los griegos y las sociedades
de medio y de extremo oriente [1].
Y a pesar de que las evidencias actuales no mues-
tran la parametrización de los pueblos ancestrales
de América, se puede leer en distintos vestigios los
niveles de parametrización necesarios para obte-
ner las réplicas cerámicas y rupestres de objetos
diseñados y producidos en distintos puntos del
continente llamado nuevo por la visión etnocén-
trica [2].
Ya superando el rezago de la Edad Media, el Rena-
cimiento muestra en las ciudades estado de Euro-
pa los diseños parametrizados de ciudades y de sus
edificios, así como en sus productos de uso diario.
Pero así también en el incipiente renacimiento de
la ciencia aplicada, de cuyos indicios de aplicación
paramétrica se tienen los bocetos de Leonardo da
Vinci, así como en sus dibujos, pinturas y retratos,
singular tarea de simbiosis entre el creador (léase
diseñador), el técnico y el científico [3].
Toda esta simiente de la ciencia tenía un carácter
axiomático, para su autoconstrucción, y paramé-
trico, para su explicación y su aplicación. Estas
características posibilitaron la expansión, profun-
dización y trascendencia de conocimientos dentro
de la Astronomía, la Física, la Matemática y el de-
sarrollo organizado de la ciencia aplicada a través
de la Arquitectura y de la Ingeniería.
Por otra parte, aproximadamente por el siglo XVII,
René Descartes propone las mediciones basadas en
coordenadas, sistema de referencia imprescindible
en el modelamiento digital y para la programación
de los robots y máquinas de la Cuarta Revolución
Industrial.
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Ya en el siglo XX se registra metodologías de pa-
rametrización basadas en la proporción del cuer-
po del ser humano como en el caso de los textos
del arquitecto francés Le Corbusier (Le modulor).
Posteriormente, se tienen los proyectos de superfi-
cies obtenidos a partir de burbujas de jabón, según
el proceso generado por otro arquitecto: Frei Otto.
Casi a finales del siglo XX la obra arquitectónica de
Zaha Hadid enarbola a nivel mundial el emblema
de diseño paramétrico. La concepción teórica del
diseño paramétrico fue realizada por Patrik Schu-
macher a través de dos volúmenes denominados
la Autopoiesis de la Arquitectura I y II, respectiva-
mente. Es esta monumental obra teórica en la que
se sustentó el caso de estudio que se presenta al
final de este ensayo. Si bien el título de esta obra es
totalmente orientado hacia la arquitectura, Patrik
Schumacher deja la puerta abierta para sustentar el
diseño de producto. Esta libertad permitió ejecu-
tar el diseño de un producto adaptado a la realidad
del Ecuador como es la estructura de exhibición
realizada en madera
2. Material y métodos
2.1. Diseño parametricista
En una actitud simplificadora planteada de ma-
nera didáctica se puede manifestar que el diseño
parametricista tiene sus herramientas en las que
presenta el diseño paramétrico.
Para lograr la eficaz construcción de los proyec-
tos parametricistas se debe recurrir a las ciencias
aplicadas de la ingeniería, según es analizada por
Patrik Schumacher [3]. Dentro de la irrupción tec-
nológica que se vive en el siglo XXI son eviden-
tes las herramientas de simulación de ingeniería
conocidas dentro del lenguaje técnico como CAE
(Computer Aided Engineering), cuya aplicación es
sostenida por la teoría matemática de los elemen-
tos finitos y por los sucesivos procesos para aná-
lisis conocidos como la modelación de elementos
finitos y en el análisis de elementos finitos.
Se debe manifestar aquí que la correcta aplicación
del CAE implica la interpretación, en la definición
más ajustada de este término, del modelo o prototi-
po digital. Esto es, para ampliar este entendimien-
to, se debe tomar las partes del sistema digitalizado
que den información relevante para la simulación
y por ende para el análisis [4]. Es decir, a pesar,
de la relación que existe entre un modelo CAE y
un modelo CAD (Computer Aided Design) no ne-
cesariamente el modelo CAE debe tener todos los
detalles que se necesita en un modelo CAD para
la manufactura, esta afirmación es notable cuando
se trata de la producción de series de productos a
través de la manufactura de moldes.
Para aclarar estos asertos, se ahondará en expli-
caciones que tienen una base fuertemente empí-
rica. En el modelo CAD se archivan los registros
geométricos y de dimensión de elementos digita-
les tipo sólido (se diría la data en el argot técnico
de la minería de datos). Aquí cabe otra aclaración
para diferenciar entre softwares, según las caracte-
rísticas que tienen en su arquitectura manifiesta:
paramétricos en contraposición con los que no lo
son. Sin embargo, se debe decir que con la meto-
dología apropiada sustentada en los conocimien-
tos básicos imprescindibles de la geometría y del
álgebra lineal, se puede modelar un objeto o pro-
ducto de manera paramétrica, aunque el software
no lo sea. Se debe recordar lo que se expuso en los
párrafos del tema ¿Qué es el diseño paramétrico? y
la abundancia de evidencias de diseño paramétri-
co, en circunstancias que no existía atisbos siquie-
ra de software o incluso la presunción de que se
podría elaborar tal tecnología.
Continuando con la aclaración planteada, para
obtener el archivo CAD se puede diseñar una
metodología para su uso o simplemente empezar
su operación. Si se necesita hacer un diseño pa-
ramétrico usando un software cuyos algoritmos de
modelado no son paramétricos es imprescindible
una estructura de modelado que sea basada en el
dibujo técnico y por ende en la geometría plana
con el objetivo de establecer ciertas dimensiones
básicas (parámetros) que permitan la obtención
del producto final. Otra forma de obtener un pro-
ducto paramétrico utilizando un software que no
lo es, es a través del uso de fotografías escaneadas
de prototipos físico fotografiados o en su defecto
escaneados.
Sin embargo, en cualquiera de los dos últimos ca-
sos no se podrá obtener una familia de productos a
partir de los cambios dimensionales y/o geométri-
cos realizados sobre parámetros que se actualicen
manualmente, es decir a través de la actualización
de las variables independientes, o por actualización
de las variables dependientes dentro de una ecua-
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ción matemática. Sin embargo, para cualquiera de
las dos situaciones, es decir, modelado digital con
software de tipo no paramétrico en contraposición
con el modelado en software de tipo paramétrico,
se obtiene un archivo digital parametrizado.
A partir del modelo CAD la utilización de otros
softwares dependerá de los criterios profesionales
necesarios y de los objetivos de cada proyecto. Esto
es, aparte de la aplicación directa que en este ensa-
yo se mostrará con el CAE, se podrá interaccionar
con un software de interface CAM (Computer Ai-
ded Manufacturing) - CNC (Computer Numerical
Control) con fines de manufactura sustractiva o
aditiva para el caso de impresión 3D [5]. Además,
cabe decir, se podrá interactuar con un software
CMM (Coordinate Measurement Machines) con
fines de verificación de dimensiones del mencio-
nado molde ya fabricado.
Este tipo de interacciones usando un solo archivo
digital o variaciones paramétricas de uno básico,
permite realizar estudios conceptuales con el nivel
de rigurosidad que el producto y su proyecto al-
bergador lo necesiten. Estos estudios conceptuales
pueden profundizarse en función de los niveles de
experticia disponibles dentro del recurso humano.
O en función del costo-beneficio involucrado en
un desarrollo. Los fines siempre buscarán la opti-
mización de recursos: uso de categorías de mate-
riales, cantidad de material, tiempo de desarrollo y
tiempo de mano de obra.
2.2. Caso de estudio
Figura 2
Vista lateral de la estructura. Modelado en
CATIA [3]
2.3 Explicación del modelado digital
Se tomó como punto de partida el modelo digital
creado con superficies en Rhinoceros. A esas su-
perficies se les hizo extrusiones en el módulo Part
Design de CATIAV5R21 [6].
La estructura está realizada una malla (mesh o sur-
face) compuesta de tetraedros generada automáti-
camente por el software según los parámetros pre
establecidos por el analista de elementos finitos
3. Resultados y discusión
Con el esfuerzo de Von Mises se sintetiza en una
ecuación la combinación de esfuerzos principales,
es decir los relevantes, que actúan sobre el sistema
definido exactamente. Dentro de esta ecuación se
define un factor de seguridad, el cual está estan-
darizado por normas técnicas de construcción en
función de la seguridad de la estructura misma y
también de las personas que con ella interactúan.
3.1. Descripción del modelo matemático
Describir todos los escenarios posibles a los que
puede, o debe según el caso, enfrentarse una es-
tructura, o en su forma más general: un objeto o
un sistema, puede llegar a ser una actividad su-
mamente compleja debido, sobre todo, a la canti-
dad de variables interactuantes y generadas sobre
el sistema [3].
Por ello la primera acción tiene que ver con la
definición precisa del sistema. Aquí es de suma
importancia la teoría de campos del álgebra vec-
torial, pues permite definir los límites de frontera
y las condiciones para esa frontera, mismas que
tienen que ver con las características de los mate-
riales utilizados: densidad de la madera, espesor
de la sección transversal y las características de
la resistencia mecánica. Estas dos primeras va-
riables permiten determinar la resistencia de la
madera, así como también dirigen el análisis para
optimizar el espesor de los tablones. Este análi-
sis, a su vez, signará los rangos de espesor de la
madera sin que la estructura presente riesgos, in-
cluso desde sus inicios de corte, en su transporte,
durante su armado y durante su exposición, y fi-
nalmente para su bodegaje o destino final.
A continuación, se establecerán las variables so-
bre el mismo producto: condiciones de los gra-
dos de libertad y sistema de cargas externo. Estas
variables introducen cada una por separado y en
sus múltiples interacciones entre sí, otros niveles
de complejidad.
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El sistema de cargas que se define en un sistema
tiene que ver con la primera ley de Newton, es
decir la suma de fuerzas es cero para un sistema
estático.
3.1.1. Sistema de cargas
Los materiales que dan cuerpo a la estructura tie-
nen densidad, propiedad física que establecerá
el peso de la estructura. Dentro de la Ingeniería
Estructural este peso se considera dentro de las
cargas llamadas muertas. Debido al carácter expo-
sitivo de la estructura, otras cargas que no se con-
sideran para el análisis, por no existir son: carga
de lluvia, nieve y granizo. Y otras cargas son irre-
levantes por situarse la estructura dentro de sitios
cerrados: carga de viento, carga por dilatación tér-
mica debido a la influencia del sol o del calor del
medio ambiente.
3.1.2. Grados de libertad
La estructura expositiva está diseñada para ser
soportada por un piso. No se coloca ninguna otra
restricción a sus grados de libertad.
Para el caso de estudio del volteo se supone que
solo uno de sus soportes estará en contacto con
el piso. Esto sucederá cuando se le aplique una
carga de tipo vertical en sentido de abajo hacia
arriba y será aplicada en el punto más externo
de la estructura respecto al punto de apoyo final.
Además de ser el punto que provoque el momen-
to más alto sobre la estructura se considerará una
altura que sea pertinente con el análisis ergo-
nométrico para una persona que aplica una carga
de levantamiento .
3.2. Descripción del modelado digital
3.2.1. Modelo CAD
El modelo CAD inició como una superficie pla-
na rectangular teniendo como únicos parámetros
explícitos sus dimensiones de largo y ancho. Esta
superficie se modeló en el software Rhinoceros.
Posteriormente se le aplicó la herramienta llamada
torsión, tomando como referencia el concepto de
la banda de Moebius.
Figura 3. Banda de Moebius [6]
La tensión de borde en cada una de las curvas iso-
paramétricas es cero, puesto que no es necesario
que las curvas generatrices sean tangentes a alguna
curva externa o paralela a alguna recta debido a
que es una estructura abierta.
3.2.2. Ingeniería de manufactura
Si bien al aplicar el dibujo técnico para el diseño
de productos y con él para el diseño industrial,
se brinda tolerancias a las dimensiones de toda
la geometría, se debe además considerar otras to-
lerancias que tienen que ver con los procesos de
manufactura, sean estos para producción en se-
rie o para producción individual. Por ejemplo, se
tiene la cantidad de sobrematerial para mecani-
zados posteriores, los porcentajes de contracción
y expansión de los materiales tanto durante su
producción como durante su operación, los nive-
les de desgaste de los elementos mecánicos de las
máquinas y los ensambles, o las condiciones de
ciclo de vida del producto que se presentan en las
herramientas de arranque de viruta.
Cuando se realiza modelamiento digital se debe
considerar además las tolerancias del objeto a
diseñarse, siendo las de mayor exactitud las su-
perficies de clase A según se usan en la industria
automotriz [7].
3.2.3. Topología
La topología es una parte de la Matemática que
estudia la calidad de las superficies elaboradas en
el espacio [8].
Considerando la aplicación práctica del siste-
ma teórico topología se tiene que, dentro de los
softwares para modelado de objetos, la máxima
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calidad de una superficie se denomina superficie
clase A, tal como se escribió en el parágrafo an-
terior, y el mejor referente de aplicación se en-
cuentra dentro de la industria automotriz debi-
do a la necesidad de continuidad de la superficie
metálica de la carrocería de un auto luego de la
aplicación de las sucesivas capas de pintura auto-
motriz [9]. Para el caso de estudio es innecesaria
tan elevada precisión, aún más si se considera que
la construcción de la estructura contempla el uso
de planos seriados, es decir no estamos ante una
estructura tipo skin (es decir piel o escribiendo
con mayor propiedad: superficie).
3.2.4. Pasos esenciales de la metodología
Como se ha escrito en un párrafo anterior el resul-
tado de la investigación funcional puede ser una
metodología, para el caso de estudio, donde se uti-
liza herramientas digitales de tipo paramétrico, se
sugieren los siguientes pasos esenciales:
Bocetar a lápiz el primer concepto
Exploración de la forma
Sistema de decisiones de Diseño
Exploración formal a través del Diseño
Paramétrico
Diseño físico y optimización de la estruc-
tura paramétrica: Un estudio de elemen-
tos finitos
Resumiendo, y ampliando la explicación hasta
estas líneas, la estructura paramétrica estudiada
fue creada dentro de un trabajo de taller aprender
haciendo con treinta estudiantes de diseño de la
Universidad de Las Américas, a partir del uso de
la herramienta llamada torsión de superficies del
software Rhinoceros. Esto con el fin de crear una
estructura basada en los manifiestos teóricos del
parametricismo, y que sirva como exhibidor de
muestras temporales.
Figura No.4 Estructura en exhibición
A este modelo digital se le realizó la simulación del
caso estático en el software CATIA V5R21, ubi-
cándole restricciones de cero grados de libertad
en su base y sometiéndole a cargas distribuidas de
manera uniforme sobre las superficies de la estruc-
tura [10]. El software generó la malla para el análi-
sis de elementos finitos. En la simulación del caso
estático, se aplicó el análisis de esfuerzo según el
criterio de falla de Von Mises en N/m2. Además, se
analizó la deformación de la malla en milímetros.
En base a esta primera optimización se construyó
el objeto en madera enchapada. El material escogi-
do dentro de la base de datos de CATIAV5R21 es
walnut
, una madera con características de material
isotrópico, cuya densidad es 609 kg/m3 y el módu-
lo de Young es 1,16E10 N/m2 [11]. Se usó tablones
de espesor 15 mm y de dimensiones 1,20 x 2,40
metros cortados a la forma final en una máquina
CNC de dos ejes. En ese estudio se determinó la
relación esfuerzo-deformación en los puntos críti-
cos de la estructura.
3.3. Discusión
3.3.1.
Posibilidades de aplicación de la ingeniería
Usando el software de simulación de ingeniería
CATIA (computer-aided three dimensional interac-
tive application
) se estableció un sistema de cargas
externa que reprodujo escenarios de reacciones
extremas sobre la estructura.
Las reacciones en la estructura susceptibles de es-
tudio son: desplazamientos, dilataciones térmicas,
sistemas de vibraciones, esfuerzos, y la ubicación
de estos parámetros en los puntos de análisis crí-
tico.
Para el caso de la estructura expositiva sometida
a análisis se tiene que está sometida a un sistema
de fuerzas combinadas que generan un sistema de
esfuerzos combinados: tracción, flexión, pandeo y
fatiga. Para el caso de la fatiga se ampliará el alcan-
ce del proyecto con el fin de realizar estudios de
comportamiento dinámico. Este comportamiento
dinámico es totalmente factible de transmitir sus
señales a través de Arduino con el fin de realizar
demostraciones académicas en tiempo real y ex-
trapolar el análisis de materiales en cuanto a su
respuesta bajo escenarios controlados [11].
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3.3.2. Variables para la simulación de ingeniería
El uso de los criterios de parametrización desde
los puntos de vista de la ingeniería permite la op-
timización de sistemas complejos. Son sistemas
complejos desde varias categorías de análisis: Sis-
temas de cargas complejos, sistemas de esfuerzos
complejos de reacción, sistemas complejos de in-
teracción geométrica.
Permitir una sección transversal variable de los
elementos tipo viga y tipo columna con los que se
produce el volumen de la estructura.
Comparar la estructura de doble curvatura final-
mente obtenida con una estructura conceptual de
una sola curvatura. La estructura de doble curva-
tura es el resultado de la interacción de dos curvas
ubicadas en sus respectivos planos que son ortogo-
nales entre sí. La estructura de simple curvatura se
producirá a raíz de la simplificación de la superfi-
cie de la estructura final.
3.4. Teoría y Método
EDentro de CATIAV5R21 se usa el módulo de si-
mulación de Ingeniería denominado
Static Case
Solution
donde se analiza el esfuerzo de Von Mi-
ses, Deformed mesh, Estimated local error y Trans-
lational displacement vector. Entre los resultados
obtenidos están en porcentaje el
Global Error Rate
.
3.4.1. Suposiciones para la simulación
Para la obtención de los resultados que validaron
la construcción de la estructura se debe establecer
un escenario virtual. En todos los casos que se es-
tablezca, el modelo CAD no mostrará la unión en-
tre los tablones que se realiza con perfiles de acero.
En estos dos escenarios básicos se supone que las
planchas de madera son continuas. En la estructu-
ra real por disponibilidad de tamaños de tableros
estándares se les incorporó chapas de acero en án-
gulo y con el fin de producir su ensamble en una
forma rápida.
Figura 5. Ensamble de los módulos de la estructura
Para el primer escenario virtual, entre las condicio-
nes de borde (se remite al lector a profundizar en
la lectura de Teoría de Campos según se estudia en
Matemática y a Teoría de Sistemas en Sociología) se
simulará que la estructura está anclada al piso. Con-
siderar este caso extremo permite determinar los
nodos críticos de la estructura. La suposición asu-
mida es compatible con la situación real donde la
única carga actuante es el peso propio de la estruc-
tura. Esta restricción se definirá en el campo llama-
do Restraints. Así se determinará los nodos críticos
de la estructura en este escenario extremo [4].
Dentro de la pantalla de interface aparece un te-
traedro en pantone verde que señala el centro de
gravedad de la estructura, mismo que coincide con
el centro de momentos.
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Figura 6.
Resultados del análisis de elementos finitos
La estructura que se está estudiando está diseñada
para ser un objeto expositivo de carácter efímero,
por ello su material es la madera y por facilidades de
manufactura es de madera prensada o enchapada.
Para completar este escenario se establecerá la car-
ga como densidad de peso para cada tablón usado
en la construcción de la estructura. Esta densidad
se manifiesta de manera adimensional como uni-
dades de masa en relación al área. El área que aquí
se considera es el área proyectada de la cara supe-
rior de cada tablón. El valor de la última columna
es el que se denomina
Pressure
dentro de CATIA-
V5R21.
Tabla No. 1
Determinación de la densidad de los
tableros de la estructura
Las soluciones que el software brinda son apre-
ciables en un mapa de colores como el del gráfico
siguiente, donde se ha tomado como ejemplo el
esfuerzo combinado de Von Mises. En la parte de-
recha se encuentra la banda de colores que explica
la distribución de esfuerzos para el modelo plan-
teado. Esta banda varía entre al azul y el rojo. El
azul muestra la combinación de esfuerzos menos
crítica para la estructura analizada. El rojo mues-
tra las zonas más críticas.
Figura No. 7
Resultados del análisis de elementos
finitos
El segundo escenario considerará un caso de vol-
teo de la estructura, en el momento justo previo
al volteo. Así se determinará la carga máxima que
puede soportar antes de que se produzca el evento.
Como se ha dejado entrever en un párrafo anterior
las posibilidades de análisis estático pueden exten-
derse al análisis de comportamiento dinámico lo cual
se hará en el futuro incorporando un transitorio para
analizar las vibraciones de la estructura [23].
La densidad de carga calculada se ubica en el cam-
po Loads como una carga de tipo Pressure. Como
son siete niveles de tableros se tiene siete cargas
del tipo pressure.
Figura No. 8 Pérdida de continuidad
HORIZONTALES
Tablero
Área
total
Área cara
superior
aproximada
Densidad de
carga aproxi-
mada
cm2
cm2
kg/cm2
1
5,863
2,9315
8,62698277
2
5,915
2,9575
8,59002536
3
3,407
1,7035
8,41444086
4
3,266
1,633
8,43845683
5
2,695
1,3475
8,35324675
6
1,704
0,852
8,29812207
7
1,274
0,637
8,28571429
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4. Conclusiones
Una vez presentados a modo de ensayo, los com-
ponentes de ingeniería del proyecto de investiga-
ción llamado: “Elaboración de una metodología
de aplicación de conceptos de diseño y arquitec-
tura contemporáneos, mediante el uso de herra-
mientas de tecnología digital pertinentes”, estos
son: el modelo teórico basado en la Autopoiesis
planteado por Schumacher y sus respectivos an-
tecedentes, las disciplinas científicas y técnicas
que de manera transversal permitirán la valida-
ción experimental del producto estudiado, la des-
cripción básica del modelo de simulación mate-
mática en software y el resultado que se espera
de parte del Proyecto, queda realizar las pruebas
experimentales escogidas [8] para compararlas
con los resultados que el software produzca, y en
base al Análisis de Valor Agregado sustentar el
modelo teórico de metodología que permita una
creación recurrente de diseño de objetos de ma-
nera paramétrica y parametricista.
Se debe enfatizar que el diseño de producto in-
volucra la interacción de varias disciplinas profe-
sionales, debido a lo cual es necesario elaborar un
plan estratégico que defina las tareas y las opera-
ciones que permitan su realización. Además, es
necesario definir explícitamente los recursos que
serán utilizados. Aquí, el tiempo es el recurso más
difícil de estimar dentro de la planeación, con el
fin de medirlo durante la realización del proyecto
y estimar su cuantificación en valor económico.
En el Ecuador, generalmente, el costo del tiem-
po es subestimado en los procesos de enseñan-
za-aprendizaje. Se puede mostrar esta situación
cuando se aplica la curva de aprendizaje acelera-
da que se produce cuando la transferencia de tec-
nología es implantada para enseñar software en
actividades específicas.
Para las tareas de análisis de ensamble estructural,
existen protocolos específicos definidos por acade-
mias y gremios profesionales, asociaciones técni-
cas y regulaciones gubernamentales. Sin embargo,
no hay protocolos que integren tareas interdisci-
plinarias y que asocien cada uno de los resultados
obtenidos por cada disciplina de ingeniería aplica-
da, y en el caso de este ensayo con el diseño.
Las tareas interdisciplinarias se vuelven más com-
plicadas de integrar cuando se decide el uso de in-
terfaces de herramientas digitales, ya que están di-
señadas de acuerdo con sus usuarios potenciales y
los resultados que desean obtener de su aplicación.
Por lo tanto, es necesaria una visión holística de
los procesos y partes del proyecto para combinar
las diferentes visiones profesionales, los objetivos
individuales de cada diseñador y las herramientas
digitales aplicables a cada modelo involucrado en
el estudio.
Debido a la irrupción tecnológica contemporánea,
los niveles de transferencia de tecnología desde los
centros de desarrollo a sus sociedades periféricas
son bajos. Esto se explica en el sentido de que la
pendiente de la curva de aprendizaje para las per-
sonas aumenta.
Del mismo modo, se reduce la vida útil de los pro-
ductos, principalmente el hardware que soporta el
software. A pesar de la relevancia de Internet, los
conceptos básicos y fundamentales que sustentan la
ciencia y, por lo tanto, la tecnología y la tecnología
que se derivan de ella, no se consideran la fuente
necesaria para la aplicación creativa e innovadora
de poderosas herramientas digitales y tecnológicas.
Al mejorar el análisis basado en los resultados ya
obtenidos, se observó que en un sistema complejo
armado con ensamblajes auto rígidos y en el que
existe la posibilidad de sistemas de carga múltiple,
la intuición de los criterios para incorporar el pro-
ducto analizado no es suficiente.
Por lo tanto, el primer experimento digital permi-
tió guiar el uso de la estructura de la exposición.
Incluso su funcionamiento podría validarse mien-
tras se analiza en el software.
Tampoco la mera aplicación de estándares de
construcción permite una predicción precisa para
casos como el analizado en este artículo. Esto se
debe a que están desarrollados para sistemas mo-
dulares estáticos que responden a disposiciones de
cuadrícula rectangular. Es decir, no se implantan
de acuerdo con un ritmo de acoplamiento diná-
mico. Además, esos sistemas, debido a sus caracte-
rísticas estáticas, no tienen pronósticos para aná-
lisis armónicos como los que se enviarán al objeto
construido en un corto período de tiempo. Nues-
tros resultados demuestran que la inferencia de la
simulación digital no es suficiente para el caso de
los sistemas que presentan altos niveles de comple-
jidad. Lo cual se puede analizar en otro artículo.
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ISSN impresa 2588-0829
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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