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El secreto de Reb Bull está en la robótica

17/05/2011 21:55 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

El nitinol podría explicar el secreto del alerón delantero de Red Bull

En este momento es posible que tengas el brazo flexionado, con el codo apoyado en la mesa o en suspensión, pero prácticamente relajado, dando flexibilidad al brazo; ahora, prueba a enviar un impulso eléctrico a los músculos del brazo (fundamentalmente bíceps, tríceps y braquiorradial), de tal forma que se contraigan: ahora el brazo estará rígido.

Los músculos estriados, los encargados del complejo sistema de palancas y poleas que posibilitan nuestro movimiento, están formados por minúsculas unidades funcionales y estructurales de contracción llamadas sarcómeras, delimitadas por dos bandas electrodensas; dentro de ellas hay unas bandas anchas y estrechas alternándose, conteniendo respectivamente miosina y actina, cuya interacción es modificada por los impulsos nerviosos (mediante la liberación de calcio) lo que produce la relajación o contracción del músculo.

Pasada la parte A del rollo, vamos a la B: ¿cómo hace la robótica para imitar ese movimiento de relajación/contracción del músculo humano?.

Para eso se han desarrallodo los “alambres musculares” , que son alambres termocontraibles, hechos de Nitinol, y que hacen la función de músculos en robótica: fijaros en el siguiente vídeo, un desarrollo en aeronáutica de "músculos de goma" accionados mediante lo que parece una bomba hidráulica:

El nitinol es de una clase de material al que se le llama aleación con memoria de la forma (SMA, del inglés "Shape Memory Alloy"), que tienen características mecánicas interesantes: por ejemplo, se contrae cuando se calienta, que es lo contrario de lo que ocurre cuando se calienta un metal estándar; pero no sólo se contrae con el calor, sino que produce un movimiento térmico (extensión-contracción) 100 veces mayor que el de los metales estándar.

La otra característica del nitinol es la de las SMA: el efecto de memoria de la forma, o sea, que es posible hacer que la aleación recuerde una forma en particular; una vez que recuerda esa forma, la aleación se puede deformar y se la puede hacer volver a la forma original calentando la aleación por encima de una temperatura que se llama "de transición". La fuerza generada cuando el alambre está volviendo a su forma es asombrosamente potente. Una pulgada cuadrada de material de nitinol genera una fuerza de retorno a la forma de +30.000 PSI.

El nitinol es una aleación de níquel y titanio en unas proporciones exactas, porque una pequeña diferencia en la relación en que están presentes tiene un efecto dramático en la temperatura de transicción que en robótica es de unos 70º.

Para lo que ahora nos interesa, entre las propiedades del nitinol nos fijamos en:

  • la contracción y relajación se puede activar por medio de un bajo voltaje, mediante un circuito simple que consta de una batería, un interruptor y un tramo de alambre de nitinol
  • que no se puede mantener mucho tiempo el flujo de corriente porque se sobrecalienta y degrada
  • mediante un sistema electrónico, la relación encendido-apagado se puede variar desde 100% encendido a 100% apagado, lo que permite controlar la contracción de manera proporcional y durante mayor tiempo sin causar daños a la estructura cristalina de la aleación.
  • Se pueden utilizar dos o más alambres en paralelo.

CONCLUSIÓN : como seres inteligentes que somos, pensemos en el alerón delantero del RB7 y las aplicaciones de “los alambres musculares” accionados mediante un botón y controlados electrónicamente por Vettel y Webber: ¿van por ahí los tiros?.

Evidencias: han circulado fotos en las que se aprecian unos cables colgando: el año pasado podrían tener explicación porque el alerón delantero era regulable, ¿pero este año?: sólo tendrían razón de ser si se trataran de sensores, pero, ¿sensores de qué?.

Para los dados a las teorías conspiranoicas daría explicación a la permanencia de Webber, porque el sistema tendría que accionarse por el piloto, que, por tanto, sería conocedor del secreto: Adrian Newey, ha declarado que espera "que Mark continúe la próxima temporada con nosotros. Además de ser una gran persona, su contribución ha sido muy significativa" ( F1enestadopuro ).

Pasarían sin problemas las pruebas de flexibilidad de la FIA.

Para terminar el rollo, el nitinol (comercializado bajo ese nombre y el de Flexinol) tiene un precio asequible, entre $2.31 y $78.17 y se puede adquirir fácilmente en cualquiera de estos proveedores (ánimate a hacerte unos alerones flexibles para el Ibiza):

Robot Store Images.si.inc Small Parts inc

Dynalloy inc

Un post publicado por CC Puertas en FormulaF1.es es lo que me ha estimulado las ganas de conocer.

Hace tiempo ya me planteaba la utilización de materiales complejos; ahora tengo alguna idea más. Y tú, ¿crees que por ahí podrían ir los tiros del alerón de Red Bull?; ahora, además de la aerodinámica, la robótica puede convertirse en una rama de evolución en la F1.

Para comprender mejor las posibilidades de estos materiales, nada mejor que echar un ojo sobre las posibilidades de flexión de un ala y la forma en que actúa el "alambre muscular" (un clic sobre el texto en azul te lleva a ver vídeos explicativos).

Y una última cuestión: el artículo 3.15 del Reglamento Deportivo de la FIA, prohibe que ningún elemento pueda ser móvil en esta temporada:

  • Debe fijarse de forma rígida a la parte totalmente suspendida del vehículo (de forma rígida significa no tener ningún grado de libertad);
  • Deben permanecer inmóviles en relación a la parte suspendida del vehículo.
  • Cualquier dispositivo o la construcción que está diseñado para reducir el espacio entre la parte suspendida del vehículo y el suelo está prohibido en cualquier circunstanci a .

Si los alerores del RB7 estuvieran hechos con Nitinol o Flexinol (o cualquier otro material similar), como planteó Samuel en F1actual : ¿hasta qué punto serían ilegales?; "en cualquier circunstancia" quiere decir no sólo en parado, cuando se hacen las pruebas por parte de la FIA, sino también en movimiento.


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Pulguitaatodogas (40 noticias)
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