sábado, 27 de noviembre de 2010

INGENIERIA APLICADA AL TRANSPORTE

INGENIERIA: La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la invención, perfeccionamiento y utilización de la técnica industrial en todos sus diversos aspectos incluyendo la resolución u optimización de problemas que afectan directamente a los seres humanos en su actividad cotidiana.

En el desarrollo de la sociedad humana, los transportes han desempeñado un papel muy importante, debido a que permiten un intercambio de comunicación, de modo presencial más rápido, así como también de productos.
Esto ha sido posible gracias a que la sociedad humana ha utilizado una herramienta llamada Ingeniería (explicada con anterioridad) que ha permitido avanzar a pasos literalmente agigantados.
Para poder analizar la aplicación de la ingenieria en los tres medios de transportes:

TERRESTRE
Ingeniería de tráfico o ingeniería de transporte es la rama de la ingeniería civil que trata sobre la planificación, diseño y operación de tráfico en las calles, carreteras y autopistas, sus redes, infraestructuras, tierras colindantes y su relación con los diferentes medio de transporte consiguiendo una movilidad segura, eficiente y conveniente tanto de personas como de mercancías.
La ingeniería se ha aplicado partir desde que se invento la rueda y poco a poco a evolucionada pasando por la carreta, la locomotora hasta llegar en la actualidad con el automóvil, unque este término es utilizado para referirse a los automóviles de turismo, existen otros tipos de automóviles, como camiones, autobuses, furgonetas, motocicletas , sdemas del metro, el tren etc.
El problema que el automóvil ha enfrentado a lo largo de su historia es la incertidumbre de cual sea el combustible que los motores necesitan para su propulsión debido a que se requiere higiene, reducción de costos, eficiencia y abundancia.

Para ello están la ingeniería tiene ambiciosos proyectos para solucionar el problema como son:
Motores eléctricos
· Recientemente se ha comenzado a producir en serie automóviles con motor eléctrico. El nivel de contaminación dependerá de cómo se genere la electricidad utilizada y de las fuentes de energía primaria que se utilicen.
· Compañías como Tesla Motors compañia son pioneras en la construcción de dichos automóviles, utilizando baterías con tecnología similar a la de los teléfonos celulares, y con aceleraciones de 0 a 60 km por milla en promedio y añadiendo que es motor de un solo cambio para conductores no novatos, lo convierte en una de las opciones más atractivas para los transportes terrestres personales.
Esta tecnolgia ha llegado solo a países como estados unidos y algunos países de Europa como Alemania, Reino Unido, y Francia.

Motores híbridos
· También se ha comenzado la comercialización de automóviles híbridos, que poseen un motor térmico y un motor eléctrico. Este último funciona cuando el automóvil circula a poca velocidad, en algunos modelos con el otro motor térmico apagado. Las baterías se recargan con la energía liberada por un generador eléctrico movido por el motor térmico o al frenar el automóvil con frenos regenerativos.
A nivel mundial en 2009 ya circulaban más de 2,5 millones de vehículos híbridos eléctricos livianos, liderados por Estados Unidos con 1,6 millones, seguido por Japón (más de 640 mil) y Europa (más de 235 mil)
Constitución básica
Motor híbrido cortesía de Toyota: a la izquierda el motor térmico, a la derecha de la cadena el motor eléctrico de propulsión, a la izquierda de la misma el generador
Un motor térmico MT, en un extremo del grupo motopropulsor
Un motor eléctrico MG1 situado a continuación de MT
Un motor eléctrico MG2 en el extremo opuesto a MT
Un mecanismo de tracción basado en un tren epicicloidal y una cadena de arrastre situado entre MG1 y MG2


Funcionamiento
MG1 carga la batería de alto voltaje y pone en marcha al motor térmico MT
MG2 es el que arrastra el vehículo en todas las circunstancias, bien solo o bien cooperando con MT, y hace la función de generador durante la frenada. Su alimentación es alterna trifásica.

Tren
Se denomina tren o ferrocarril a una serie de vagones o coches conectados que generalmente circulan sobre carriles de riel permanentes para el transporte de mercancías o pasajeros de un lugar a otro, Su invención es un logro notable de la ingeniería, entre las innovaciones tecnológicas más notables podemos citar .




Sistemas de frenado
George Westinghouse Titular de más de cuatrocientas patentes, muchas de ellas relativas a la tecnología de los transportes, es famoso también por un freno de aire comprimido ideado en 1869, ampliamente aplicado en los trenes, y posteriormente transformado en automático. Ese mismo año creó la "Westinghouse Air Brake Company".

Trenes impulsados por electricidad
Las locomotoras eléctricas son aquellas que utilizan como fuente de energía la energía eléctrica proveniente de una fuente externa, para aplicarla directamente a motores de tracción eléctricos. Esta tecnología hoy día ha llegado a casi todos los países del mundo incluido Mexico.

Las locomotoras eléctricas requieren la instalación de cables eléctricos de alimentación a lo largo de todo el recorrido, que se sitúan a una altura por encima de los trenes a fin de evitar accidentes. Esta instalación se conoce como catenaria, debido a la forma que adopta el cable del que cuelga el cable electrificado, que debe permanecer paralelo a las vías. Las locomotoras toman la electricidad por un trole, una vez desarrollada una línea ferroviaria para la circulación de vehículos eléctricos, hace que la elección de este tipo de tracción sea el más económico, el menos contaminante y el más rápido.

Trenes de levitación Magnética
El principio de funcionamiento de este tren es su propulsión, levitación y guiado por medio de la fuerza electromagnética que actúa entre los imanes superconductores del tren y las bobinas de la vía.
Las razones para la elección de este sistema de transporte son las siguientes:
Debido a la falta de rozamientos, la velocidad máxima teórica que puede alcanzar es muy superior a la de un tren convencional.
Imposible el descarrilamiento.
Presenta niveles muy bajos de contaminación acústica.
La única fuerza que limita su avance es la resistencia del aire.
Debido al costo excesivo costo para la realización de este proyecto, solo países China Japón y Alemania y Reino unido han aspirado a realizarlo.

MARITIMO
El transporte marítimo es la acción de llevar personas (pasajeros) o cosas (cargas sólidas o líquidas) por mar de un punto geográfico a otro a bordo de un buque con un fin lucrativo.
El transporte marítimo, en el ámbito mundial, es el modo más utilizado para el comercio internacional. Es el que soporta mayor movimiento de mercancías, tanto en contenedor, como gráneles secos o líquidos.
Teniendo en cuenta que el planeta Tierra está cubierto por agua en sus dos terceras partes, el hombre ha buscado la manera de viajar sobre el agua. Así el agua ha unido diversas partes del globo terráqueo porque los barcos navegan por ellas.
El transporte de personas por vía marítima ha perdido mucha de su importancia debido al desarrollo de la aviación comercial. Subsite de forma significativa solamente en dos ámbitos: las travesías cortas (pequeñas distancias entre islas o dos orillas de un río) y los cruceros turísticos.

Ingenieria naval
El ingeniero naval se ocupa del diseño, planificación, proyecto y construcción de todo material flotante, como pueden ser buques, plataformas petrolíferas e incluso campos eólicos offshore. La ingeniería naval abarca las funciones de ingeniería incluyendo el proyecto creativo del buque y artefactos flotantes, la investigación aplicada, el desarrollo técnico en los campos de diseño y construcción y la administración de los centros de producción de material flotante (astilleros). Así como también del mantenimiento y reparación de estos.




El ingeniero naval a día de hoy es un ingeniero totalmente polivalente. Posee conocimientos de muchos campos de la ingeniería, tales como generación y transporte de energía eléctrica, fabricación de motores navales y su instalación, estructuras metálicas dinámicas etc.

Nueva tecnología
Si bien es cierto que dentro del ámbito naval, se ha avanzado en tecnología y es de gran importancia el aporte que hacen ingenieros de diversos ámbitos para la construcción de un “barco”, para percepción de las personas se puede observar botes con mayor capacidad de trasporte de materia, mayores alcance de velocidad para ciertos botes, en fin se podrían describir cientos de características en las que la ingeniería ha participado para mejora de estos estupendos trasportes que son utilizados tanto en la milicia como con fines turísticos.
Pero bien ahora mostraremos un barco que se ha descrito como el más rápido del mundo que por medio de aplicación de la ingeniería sea podido realizar y llevar a cabo el proyecto.



Earthrace
La nave, una curioso híbrido entre avión, barco y submarino, presenta un diseño futurista único en el mundo firmado por Craig Loomes con un presupuesto de 1,3 millones de euros. 24 metros de eslora y siete metros de manga, 12 toneladas de peso y una resistencia a la presión de 20 pies de agua mientras está sumergida. Con una velocidad máxima que alcanza los 40 nudos, el Earthrace puede navegar 3.700 kilómetros sin reabastecerse.
El Earthrace no flota sobre las olas, las atraviesa. Dice el patrón y fundador del proyecto, el neozelandés Pete Bethune, que ha logrado sumergirse en olas de 12 metros. "Una experiencia que da miedo".
Su barco está construido al 100% con fibra de carbón y kevlar e incluso un compuesto de cáñamo. Esta fibra, de color negro, hace que la nave en su interior esté en penumbra, con sólo tres entradas de luz y una temperatura que alcanza los 38 grados centígrados, porque no se le instaló aire acondicionado para ahorrar energía. Asimismo, y para contaminar lo menos posible, sólo recarga su depósito con biodiésel, combustible ecológico que utiliza y que reivindica para proteger el medio ambiente. Para dar la vuelta al mundo, el Earthrace utilizará 165.000 litros de biofuel, que se produce a partir de los residuos de aceites de cocina, soja y colza procedente de fuentes sostenibles.


El Earthrace forma parte del proyecto de 'Carbono Neutral' que se desarrolla gracias al apoyo de personas y compañías que han cedido al barco parte de sus tasas de emisión de carbono, además de contribuir al transporte del biodiésel a los puntos de abastecimiento, el biofuel en sí mismo y los viajes del equipo de apoyo.


Notas sobre este barco:
Earthrace acaba de conseguir el Record Guiness como el barco de motor más rapido del mundo con un tiempo de 60 dias 23 horas and 49 minutos viajando a lo largo de 24000 millas nauticas y recorriendo todo el mundo comenzando desde Sagunto (España), pasando por las Azores (Portugal),San Juan (Puerto Rico), Canal de Panama (Panama), Manzanillo (Mexico), San Diego y Maui (Estados Unidos),Majuros (Marshall Island), Koror (Palau), Singapur, Cochin (India), Salalah (Oman), Canal de Suez (Egipto) y Sagunto (España).Además estos lugares les ha servido para reportar el combustible necesario , el cual es de Biodiesel, una energia renovable que se consigue del maiz, trigo, soja, del aceite usado e incluso de la propia grasa humana.

AEREO
El transporte aéreo o transporte por avión es el servicio de trasladar de un lugar a otro pasajeros o cargamento, mediante la utilización de aeronaves, con fin lucrativo. El transporte aéreo tiene siempre fines comerciales. Si fuera con fines militares, éste se incluye en las actividades de logística.
Este modo de transporte, en pricipio, se pensó y desarrolló únicamente para pasajeros; sin embargo, gracias al uso de contenedores aéreos y al diseño de nuevos aviones destinados a carga, el volumen de meCursivarcancías transportado por este medio se incrementa año tras año.
El transporte aéreo es el más seguro de todos los medios de transporte.

Los adelantos de la navegación aérea, de las telecomunicaciones y de las facilidades electrónicas han permitido que la aviación haya progresado de forma asombrosa.

APLICACIÓN DE LA INGENIERIA EN LA AERONAUTICA
La ingeniería aeronáutica se ocupa de diseñar y construir las aeroestructuras de los aviones y helicópteros tomando en consideración las leyes de la aerodinámica y los fundamentos de la mecánica de fluidos y la ingeniería estructural. Además se encargan de la integración de los elementos motores (alternativos, turbofanés, turborreactores y turboejes) en las aeroestructuras para construir la aeronave. Otros campos de actividad de los Ingenieros Aeronáuticos son la construcción de aeropuertos, el diseño y operación de redes de transporte aeronáutico y la fabricación de equipos y materiales especiales como armamento, satélites o cohetes espaciales .

LO NUEVO DE LA TECNOLOGIA EN LA AERONAUTICA
Es importante dar a conocer que la aplicación de la ingeniería aeronáutica en el ámbito militar y de investigación (cohetes) ha sido más fuerte cada día que en los demás sectores , he aquí el motivo de la gran inversión por los gobiernos de las grandes potencias.
A que destacar de que los países subdesarrollo dependen de de los aviones de las grandes potencias por no decir que compran los aviones ya antes usados . En seguida se presentaran los aviones que en un ámbito han sido de las ultimas generaciones en donde la aplicación de la ingeniería sigue con el a afán de crear mejores aviones cada dia.Algunos ejemplos son los siguiente.


F-22 Raptor
Boeing F-22 Raptor, los aviones de combate más avanzados del planeta. El F-22 Raptor es el único avión de combate de quinta generación que este en servicio. Con los retrasos del Sukhoi / HAL FGFA (PAK FA) y la cancelación de programas de desarrollo similares por el estado Ruso, desde su entrada al servicio a finales del 2005, el F-22 se ha mantenido en el arma más avanzada que una armada pudiese tener en el aire. Su función principal son los enfrentamientos aire a aire, sin embargo también tiene la capacidad de atacar a la tierra, ejecutar servicios de inteligencia de señales y efectuar ataques electromagnéticos.

El V-22 Osprey es un avión capaz de despegar y aterrizar como un helicóptero, pero con la capacidad de volar mucho más rápido y más lejos.




El SAX-40 ha sido ideado por un grupo de cuarenta ingenieros de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y del Massachusetts Institute of Technology (EE.UU.), y podría ser una realidad hacia 2030. Aunque no ha pasado de un estadio virtual, experimentado mediante simuladores informáticos, la participación en este proyecto de varias compañías aeronáuticas y líneas aéreas ofrece ciertas expectativas sobre su posible comercialización en el futuro.

El particular diseño del SAX-40, previsto para una capacidad de 215 pasajeros, un alcance de 9260 kilómetros y una velocidad máxima de 965 km por hora, une en un único cuerpo el fuselaje y las alas. Esto permite situar los motores del avión encima de su parte trasera, de manera que la cubierta de la aeronave refleja las ondas sonoras hacia arriba. También está prevista la utilización de materiales de absorción acústica en ciertas partes del aparato. Además, las alas han sido simplificadas, haciendo innecesarios los «flaps» o hipersustentadores que los aviones convencionales despliegan en el aterrizaje o durante el despegue.
Además de crear un helicóptero de quinta generación, las empresas miembros del Holding "Helicópteros de Rusia”, están desarrollando un proyecto de helicóptero de alta velocidad. El trabajo se lleva a cabo en las oficinas de diseño "Kamov" y "Mil". Según palabras de Shibitov, los trabajos se encuentran por ahora en la fase de investigación de los pre-proyectos. “Ya se han iniciado (las investigaciones), con dos esquemas de soplado aerodinámico: coaxial y clásico. Ya se han obtenido los primeros resultados". Acontinuacion vera un video en el cual establece como apartir de la ingenieria se logran la construccion de grandes aviones.

Nota:
En México estos tipos de transporte, no son muy usales por lo mismo que se considera un país en subdesarrollo.
Es importante que sepamos que esta información puede cambiar en cualquier momento ya que el avance de la tecnología es muy rápido, los ejemplos explicados con anterioridad pueden cambiar de ser lo mas novedose a ser modelos ya pasados .

ELABORADOR POR:
CRUZ VARGAS ALEXIS
OFRTEGA ALVARADO SAUL
NOE
















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