DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO

“No hay que confundir nunca el conocimiento con la sabiduría. El primero nos sirve para ganarnos la vida; la sabiduría nos ayuda a vivir.”
Sorcha Carey

1.0.- INTRODUCCIÓN

En este primer capítulo introductorio se trata de dar una visión general en lo referente a los fundamentos que se deben tener en cuenta en el proyecto de ingeniería mecánica, distinguir entre lo que realmente es ciencia, ingeniería y lo que es el proyecto propiamente dicho; se da de forma somera, pero comprensiva y clara, el proceso del diseño.  Así mismo se nombran algunas siglas importantes y las que más se usarán en este texto, posteriormente se habla con un poco más de detalle el material que ha tenido gran significado en el desarrollo de la humanidad, como es el acero.

1. FUNDAMENTOS DEL PROYECTO

El proyecto de ingeniería es un estudio de los procesos en virtud de los cuales el ingeniero toma sus decisiones, a partir de la concepción original del problema y terminando con un conjunto de planos de fabricación.
La decisión a tomar depende del factor que deba prevalecer.

Ciencia, Ingeniería y Proyecto

1. La Ciencia, El objetivo de ésta es revelar los secretos de la naturaleza.

Un problema científico tiene solamente una respuesta.
A un científico no le conciernen los efectos humanos o morales que encierra su trabajo, busca una respuesta a un problema científico que existe únicamente debido a su curiosidad (o curiosidad de otros)
La solución de un problema científico no necesita satisfacer una necesidad humana.  Por ejemplo: El número de planetas inhabitables en nuestra galaxia es un problema científico, pero el hallazgo de la respuesta no llenaría ninguna necesidad humana de hoy.

1. La Ingeniería, Busca satisfacer una necesidad humana.  Por ejemplo: El construir un puente para cruzar un río, el almacenar de modo compacto gran cantidad de información y de tenerla instantáneamente cuando se necesite, el problema de alumbrar un pueblo joven, el transmitir información a los pueblos más alejados.

En contraposición con la ciencia, la ingeniería se caracteriza por su dinamismo y por su responsabilidad ante la sociedad.
Un ingeniero encuentra más de una respuesta, pero debe elegir la más idónea, utilizando las mejores herramientas y conocimientos científicos que tiene a su disposición, empleando y ayudándose de arte y empirismo cuando sea preciso y pensando en la economía y en la responsabilidad ante sus congéneres.

El final de la investigación científica no está aún vista, la ciencia tendrá que ir aprendiendo más y más sobre la naturaleza.

Los problemas de ingeniería continuarán necesitando soluciones, aunque no se conozca la parte científica.  (El aeroplano se inventó antes de que se descubriese la ciencia de la aerodinámica)  Jame Watt cosntruyó una máquina de vapor con pleno éxito, antes de que se conociese la ciencia de la transmisión del calor.  Y Marconi montó una radio antes de la existencia de la ciencia de la electrónica.  Por tanto podemos concluir que el arte y el empirismo serán siempre ingredientes esenciales en las realizaciones de la ingeniería.

1.1.3 UN PROBLEMA DE PROYECTO DE INGENIERÍA es frecuentemente una situación compleja; la complejidad puede ser tan grande que sea incluso difícil encontrar el problema a resolver.

La primera tarea del ingeniero es darse cuenta de la existencia de una necesidad y después decidir perfectamente si hacen o no hacen nada.
Después de reconocer la necesidad  se procede a formular un problema en términos generales o específicos.

Las contribuciones originales de reconocer la necesidad y formular el problema, necesitan un trabajo difícil, monótono y constancia.  Es fácil presentar un desarrollo o deducción elegante y lógico después de haber pensado mucho tiempo en ello, pero debe observarse que estos desarrollos se obtuvieron inicialmente con gran dificultad y con frecuencia después de muchos intentos.
Definido el problema de ingeniería, la siguiente etapa es la síntesis.
Por síntesis se entiende una solución completa de todos los detalles de la solución o de los elementos de la máquina (las tuercas y pernos, la bancada de la máquina y los cojinetes, los engranajes, manivelas, poleas, varillas de conexión y correas, los materiales, métodos de proceso y dimensiones.  El resultado de la síntesis es un plan.
La síntesis se efectúa en parte por creación y en parte por el cálculo y el análisis, debemos además emplear el juicio, la experiencia, los experimentos y la intuición.

Rara vez se completa la etapa de reconocimiento del problema definición, síntesis o de análisis. Antes de avanzar a la siguiente etapa.

Por ejemplo, un problema puede definirse, luego sintetizarse para ver si la definición del problema fue acertada o no.  El análisis preliminar puede revelar que la solución sintetizada satisface pobremente la solución y deberá reestructurarse nuevamente el problema y hacer otra síntesis.
Después de la síntesis, la próxima etapa es el análisis para hallar la solución óptima.  El objeto es de determinar y comparar el rendimiento probable con el que se desea obtener.
Por optimización se entiende el hallar la óptima o mejor solución entre las sintetizadas.
Otra parte importante del proyecto es la valoración de la solución.  Aquí cabe preguntarse ¿Satisface realmente la necesidad o necesidades? ¿Competirá con éxito con los productos similares? ¿Es económica de fabricar y de emplear? ¿Es fácil de mantener? ¿Se venderá?