RACING BICYCLE

El diseño estándar de la bicicleta ha existido alrededor de 100 años. Pero en los últimos 10 años ha habido más cambios que durante cualquier otra época.

Bicicletas, y especialmente bicicletas de carreras, tienen mucho en común con una aeronave; ambas han sido diseñadas para minimizar la resistencia del viento, maximizar eficientemente la energía, responder inmediatamente a las demandas puestas en ella, sin embargo pesan muy poco sin perder la resistencia. Asique mucha de la tecnología utilizada en la aeronáutica a encontrado su sitio en las bicicletas de carreras.

El corazón de la bicicleta es su cuadro. Tiene que ser fuerte, ligero, suficiente flexible para absorber baches, pero no tanto como para echar a perder la energía que el corredor transmite pedaleando.

Los diseñadores de cuadros de bicicletas comparten muchos objetivos con los ingenieros aeronáuticos, quienes  deben diseñar las alas las cuales sean fuertes, ligeras aerodinámicas, y eficientes en convertir la energía del motor en elevación. Sin embargo las alas deben ser lo suficiente flexibles para absorber las turbulencias sin perder la propulsión del motor. Por lo tanto, los cuadros de las bicicletas modernas y el ala del avión comparten materiales y rasgos de diseño. Muchos cuadros de bicicletas de carreras que consisten en tubos unidos en si están hechos de aleaciones de aluminio similares a  usados en la aviación. La compañía francesa, Vitus, pega los tubos entre si utilizando algunas técnicas utilizadas para ensamblar componentes de aviación.

En los últimos años, fabricantes de aviones tales como Boeing han estado experimentando con materiales compuestos como “Cheval” y fibras de carbono. No sorprende que algunos cuadros de bicicletas de carreras son ahora fabricadas por los mismos materiales.

Quizás el cuadro más innovador a día de hoy está construido a partir de una aleación de magnesio fundido. Su diseñador, Frank Kirk, anteriormente trabajo en la industria aeroespacial.

Los componentes que encajan en los cuadros de las bicicletas se han beneficiado también de la ingeniería aeroespacial. Muchos componentes, tales como cambios, frenos, manillares y ruedas, son tanto aerodinámicas como a menudo hechas de aleaciones  de aluminio o titanio_ otro ligero, fuerte metal utilizado en la aviación.

LASERS

Los laser (amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación) son aparatos los cuales amplifican la luz y producen rayos de luz los cuales son muy intensos, direccionables y puros en color. Pueden estar en estado sólido, gas, semiconductor o liquido.

Cuando los laser fueron inventados en 1960, algunas personas pensaban que podían ser utilizados como “rayos de la muerte”. En los 80, Estados Unidos experimento con los laser como una defensa en contra de los misiles nucleares. Hoy en día, son utilizados para identificar objetivos. Pero aparte de usos militares, tienen muchas aplicaciones en la ingeniería, comunicaciones, medicina y en las artes.

En ingeniería los rayos de los laser potentes pueden ser enfocados en un área pequeña. Esos rayos pueden calentar, derretir o vaporizar material de una manera muy precisa. Pueden der usados para perforar diamantes, cortar formas complejas en materiales desde platico hasta acero, para soldar por puntos y para tratamientos superficiales, tales como el temple de las aspas de la turbina del motor de un avión. Los rayos de los laser también pueden ser usados para medir y alinear estructuras.

Los laser son ideales para las comunicaciones en el espacio. La luz de los laser pueden transmitir muchos más canales de información que las microondas debido a su alta frecuencia. Además, pueden recorrer largas distancias sin perder fuerza en la señal. Los laser también pueden ser usados para grabar y leer información. El “compact-disc” lee mediante los laser.

En la medicina, los rayos laser pueden tratar el tejido dañado en una fracción de segundo sin dañar el tejido sano. También pueden ser usados en una operación ocular muy precisa.

En las artes, los laser pueden proporcionar fantásticas visualizaciones de luz. Los conciertos de pop tienen a menudo acompañamientos mediante visualizaciones laser.

SCALES

Las balanzas electrónicas usan un dispositivo de pesaje llamado célula de carga bajo la plataforma. La célula de carga, una barra de aleación de aluminio, elimina la necesidad de muelles, dientes de engranaje o otras partes móviles las cuales pueden desgastarse, romperse o causar imprecisión en las básculas mecánicas.

Un indicador de tensión esta unido a la célula de carga. El indicador de tensión consiste en una pequeña pieza de lámina de metal la cual detecta cualquier inclinación de la barra. Una tensión de entrada controlada es suministrada al indicador de tensión desde el circuito de corriente de la batería.

Cuando la carga está situada en la plataforma, provoca que la célula de carga se incline ligeramente. Esto, en consecuencia, causa un cambio en la tensión, la cual desencadena un cambio en la resistencia eléctrica del indicador de tensión.

A medida que la resistencia cambia, también lo hace el voltaje de salida del indicador de tensión. Resumiendo, el cambio en el voltaje a través del indicador de tensión es proporcional a la carga en la plataforma.

El voltaje del indicador es pequeño y tiene que ser amplificado y después convertido en una señal digital. Esta señal es suministrada a un microprocesador programado especialmente, que la convierte en una lectura del peso. Esto es lo mostrado en el LCD (pantalla). La pantalla se apagara automáticamente unos minutos después de finalizar el pesaje, para así de este modo ahorrar batería.

CORROSION

Una gran consideración en la ingeniería de diseño es el mantenimiento. Una de las causas comunes a largo plazo es la corrosión. Esto produce cualquier deterioro en la apariencia o en las propiedades físicas de los componentes.

La corrosión cubre un número de procesos a través del cual un metal cambia de estado como resultado de algunas de interacción con el medio ambiente. Esto ocurre frecuentemente donde el agua tanto como un liquido o un vapor en el aire de alta humedad es presente.

En general, la corrosión se vuelve peor cuando están presentes impurezas en condiciones de humedad. Nunca comienza en el interior de un material, y siempre habrá evidencias en la superficie que indiquen existencia de corrosión, aunque un análisis exhaustivo puede ser necesario.

Un ejemplo común de la corrosión es el oxido de acero donde la conversión de hierro metálico en una mezcla de óxidos y otros componentes ocurre. Esto no solo cambia la apariencia del metal sino que también resulta una disminución de su sección transversal.

Es imprescindible que un diseño tenga en cuenta si un material pueda ser afectado en un medio ambiente particular, y si la corrosión es posible, en que índice.

Muchos factores pueden intervenir en la manera de impedir este progreso. Un ejemplo es el aluminio y sus aleaciones las cuales actúan satisfactoriamente en muchas aplicaciones de ingeniería y domesticas cuando se exponen al aire y al agua. Esto es debido a la rápida producción de de una fuerte película adherida la cual protege el metal de ataques sucesivos por lo que la corrosión se detiene.

MAGNETIC LEVITATION TRAIN

El tren de levitación magnética no va a lo largo de una pista de forma normal. En su lugar, campos magnéticos lo levantan sobre la pista, para que el tren flote.

Al no tener ruedas, ejes, suspensión, amortiguadores o frenos, los vehículos “maglev” son ligeros y compactos. También están libres de contaminación, ya que en el tren ningún combustible es quemado y son baratos de mantener.

El sistema “maglev” del aeropuerto de Birmingham transporta pasajeros desde la terminal hasta la estación y al Centro de Exhibición Nacional. Los coches están hechos de fibra de vidrio ligera, montados en un chasis de aluminio.

Todo el equipamiento eléctrico que acciona los coches está situado debajo del suelo o debajo de los asientos. Cada coche puede llevar 32 pasajeros y sus equipajes, hasta un peso de 3 toneladas. Los trenes viajan a una velocidad máxima de 42 km/h.

Un carril guía de hormigón sobre la tierra soporta una vía en forma de “T” para los dos coches de los trenes “maglev”. Es tren es elevado de la vía mediante la atracción magnética. Esta es la fuerza mediante la cual dos polos magnéticos opuestos se atraen uno al otro (así como dos polos iguales se repelen entre sí). Potentes electroimanes en cada esquina del tren  ejercen una fuerza tirante la cual eleva el tren hacia arriba para que flote 15mm por encima de la vía.

A medida que la gente sube y baja, el peso del tren varía. Puede acercarse a la vía más que los 15mm requeridos, o alejarse de ella. Para mantener una distancia constante desde la vía, la fuerza es variada mediante un microprocesador.

Cada tren es conducido por un motor eléctrico llamado motor de inducción lineal. Los devanados electromagnéticos o bobinas, en el tren generan un campo magnético en el cual los polos magnéticos cambian a lo largo del tren. El campo induce corriente eléctrica en la vía y en el tren interactuando para que el campo variable arrastre el tren flotante a lo largo de la vía.