UNIVERSIDAD CATOLICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE CIENCIAS EMPRESARIALES
PROTOCOLO DE INVESTIGACION:
.CUIDADES INTELIGENTES Y LA INTEGRACION DE LA TECNOLOGIA EN EL URBANISMO
.REALIDAD VIRTUAL Y REALIDAD AUMENTADA
.IMPREASION 3D Y FABRICACION ADITIVA EN LA INDUSTRIA
ELABORADO POR:
Anderson Yahir Molina Chanico
Kelvin Aron Valiente Figueroa
Maria Eugenia Menjivar de Gutierrez
Que es la impresion 3D y fabricacion aditiva?
La fabricación aditiva es un sistema de producción que emplea el diseño por ordenador, CAD por sus siglas en inglés, y escáneres 3D. Este nuevo concepto de fabricación crea objetos añadiendo capas de material, en especial metal y plástico.
A diferencia de los procesos de manufactura tradicional, con este método no se elimina material durante la creación (lo que se conoce como fabricación sustractiva). Aplicada a la producción en serie, la fabricación por adición puede disminuir costos, eliminar errores y producir con mayor agilidad y precisión.
Hoy por hoy, este procedimiento se aplica particularmente en sectores donde la personalización y la precisión resultan clave. Por ejemplo, con él se fabrican implantes o instrumental quirúrgico para el sector de la sanidad o piezas y componentes para la industria aeroespacial.
Comúnmente relacionada con la impresión 3D, la fabricación por adición y la impresión en tres dimensiones no son exactamente lo mismo. La fabricación aditiva se refiere a la manufactura de nuevos componentes complejos y durables en un contexto industrial, utilizando materiales como el metal, mientras que la impresión 3D se relaciona con un tipo específico de tecnología aditiva que permite crear objetos de un modo limitado y en un entorno más doméstico.
¿Como nos ayudan?
La impresión 3D y la fabricación aditiva ayudan a la industria a través de la personalización, reducción de costos, diseño de piezas complejas, prototipado rápido y flexibilidad en la producción. Permiten fabricar piezas a demanda, optimizar el diseño, reducir residuos y mejorar la sostenibilidad. Además, facilitan la producción local y la innovación constante.
La fabricación aditiva es una tecnología en constante evolución. Demos un repaso a las principales técnicas de fabricación aditiva en estos momentos:
Si bien existen múltiples técnicas que hacen uso de metal y plástico para construir objetos capa a capa, cada vez más compañías experimentan con otros materiales, incluso con alimentos.
La tecnología por adición requiere de una estación de trabajo alineada con el centro de producción para diseñar y programar la creación de nuevos objetos en cadena. Así pues, una compañía que apueste por esta novedosa tecnología debe contar con:
Un software de modelado 3D, es decir, una aplicación de diseño asistido por ordenador (CAD).
Un equipo de fabricación aditiva, como, por ejemplo, una impresora 3D.
Un pulmón de abastecimiento con las materias primas necesarias para crear los productos en serie. En otras palabras, el plástico o el metal que se añadirán por capas creando el objeto final.
La fabricación por adición pasa por cinco procesos básicos:
1.- La creación de un modelo 3D del objeto que se desea reproducir. La estación de trabajo ha de estar dotada de un ordenador y un software de diseño CAD.
2.- El fichero creado en el software se convierte a un formato que diferencia las capas en las que se divide digitalmente el objeto. Generalmente se convierte a un formato STL (Standard Triangle Language).
3.- Este archivo ha de ser transferido a la impresora 3D o a la máquina encargada de reproducir el producto final.
4.- Posteriormente, la máquina imprime en serie y capa por capa la cantidad de artículos configurados en la estación de trabajo.
5.- Tras un periodo de seguridad y enfriamiento, el operario retira el modelo de la línea de producción, que ya estará listo para ser transportado hacia la zona de almacenamiento o expediciones.
Cabe destacar que una vez diseñado el producto en CAD, la línea de producción toma el modelo digital para fabricar el artículo en serie, lo que aporta agilidad, rapidez y precisión a esta etapa.
La manufactura aditiva es una técnica novedosa que proporciona múltiples ventajas:
El número de compañías que introduce la fabricación aditiva en sus procesos de producción aumenta día tras día. Esta técnica garantiza una rebaja de los costos operativos, más eficiencia en la logistica de produccion y una mejora significativa de la calidad del producto final.
La posibilidad de diseñar y construir un elemento personalizado digitalmente facilita que las empresas apuesten por este sistema de producción. Al fin y al cabo, la fabricación por adición funciona tanto para la producción en serie como para la manufactura de objetos personalizados según las necesidades de un cliente.
Por este motivo, industrias como la sanitaria y la aeroespacial ya han implantado este tipo de procesos en sus instalaciones. La resiliencia del plástico y del metal, así como la higiene del proceso de producción garantizan la máxima calidad del producto final.
Sin ir más lejos, el sector de la automoción ya está incorporando la manufactura 3D en múltiples procesos. Por ejemplo, el equipo de formula 1 está equipando sus coches de competición con piezas elaboradas mediante impresoras 3D.
La fabricacion adictiva posibilita suprimir sobre costos en la produccion de un artiuculo en serie
Aunque hasta ahora solo se ha popularizado la impresión 3D como método estándar para la producción de objetos industriales, las diversas tendencias de fabricación por adición existentes cuentan con potencial para revolucionar todos los aspectos de la manufactura. La logística saldrá especialmente beneficiada por la implantación de estos procesos en los centros de producción. De hecho, entre los beneficios más notorios de esta tecnología se halla:
Pocas herramientas bastan para ponerla en práctica. Con tan solo un ordenador, un software de diseño y un equipo de fabricación aditiva, las empresas pueden ya incorporar líneas de producción de baja complejidad dentro de sus propios almacenes.
La tecnología de impresión 3D existe desde hace casi 40 años. Sin embargo, muchas empresas aún no comprenden plenamente sus amplios beneficios, desde la creación de prototipos hasta la producción completa.
Por ejemplo, muchos desconocen que los prototipos pueden entrar directamente en producción, sin necesidad de reequipamiento ni rediseño para aumentar la producción cuando hay mayor demanda. Comparemos esto con un proceso tradicional como el moldeo por inyección, que a menudo requiere un rediseño significativo del prototipo y nuevas herramientas para la producción o para volúmenes mayores. Con cuatro décadas de avances, la fabricación aditiva moderna ha desarrollado materiales durareros y de alta calidad para crear productos que rivalizan, e incluso superan, a los fabricados con métodos tradicionales.
Las empresas que utilizan soluciones de impresión 3D pueden fabricar piezas de mayor calidad a un ritmo más rápido que con los métodos tradicionales. La fabricasion adictiva ofrece varias ventajas distintivas que superan con creces las posibles desventajas, como se describe a
La fabricación aditiva no tiene restricciones en cuanto a la forma ni a la complejidad geométrica. Dado que la impresión 3D puede producir cualquier forma en cualquier orientación, los diseñadores no tienen que sacrificar la forma para lograr la fabricabilidad. Una frase común en el mercado de la fabricación aditiva es «libertad de diseño».
Cuando los diseñadores comprenden las capacidades de la impresión 3D, pueden aprovechar la flexibilidad para reducir el número de piezas en un ensamblaje. Fabricar un ensamblaje de colector complejo con métodos tradicionales puede requerir muchas piezas para obtener la forma final. Una versión del mismo colector diseñada para impresión 3D puede reducir el ensamblaje a una sola pieza. Este concepto puede aplicarse a muchas piezas y productos en diferentes industrias.
Tradicionalmente, uno de los mayores desafíos en las etapas iniciales de fabricación son los costos de las herramientas. Las tecnicas convencionales de modelo por inyeccion requieren altos costos iniciales para crear los moldes necesarios para la fabricación y el ensamblaje de las piezas del producto final. Estos pasos implican un alto riesgo, tanto en la inversión de capital como en el gran inventario de productos moldeados por inyección.
La impresión 3D no utiliza moldes. En su lugar, un diseño digital guía a la impresora 3D para crear las piezas directamente, eliminando los gastos de herramientas y el inventario innecesario que conlleva la fabricación tradicional. Las empresas que utilizan la impresión 3D bajo demanda para la producción pueden reducir significativamente o incluso eliminar los costos de inventario y mejorar la eficiencia del capital y la rentabilidad.
La eliminación de herramientas y las pruebas con moldes nuevos también reduce el tiempo de producción. Por ejemplo, incluso al crear piezas sencillas, el moldeo por inyección suele tardar entre 12 y 16 semanas en completarse. Si se tienen en cuenta los posibles problemas en la cadena de suministro, este tiempo puede ser considerablemente mayor.
La fabricación aditiva reduce considerablemente el tiempo de producción al ofrecer un proceso de impresión en un solo paso. Además, con la impresión 3D, la producción puede realizarse en cualquier lugar donde se encuentren las máquinas. Las organizaciones pueden encontrar o establecer fabricas inteligentes convenientes más cerca de sus mercados y clientes para reducir los costos logísticos y la complejidad, así como para acelerar el rediseño de los ciclos de producción. Reducir el tiempo de entrega de cuatro meses a una o dos semanas permite a las empresas comercializar sus productos de forma más eficiente y fiable.
Los moldes utilizados para el prototipado no están diseñados para una producción a gran escala, y en ocasiones es necesario rediseñar el producto para una producción a gran escala. Con las impresoras 3D modernas, las empresas pueden pasar fácilmente del prototipado inicial a la producción a gran escala en la misma máquina.
Los menores costos de la fabricación aditiva y su capacidad para producir prototipos y piezas de producción sin herramientas facilitan su adopción en la producción a pequeña escala. A medida que aumenta la demanda de productos, las empresas pueden optar por escalar con impresoras 3D industriales de alto resndemiento o una fabrica inteliogente .
Cuando las empresas tienen acceso a una impresora 3D o a una fabrica inteligente con impresoras 3D pueden escalar al instante y según sus necesidades. Con los métodos de fabricación tradicionales, crear diferentes iteraciones del producto (por ejemplo, modificar materiales, colores, tamaños, etc.) podía llevar semanas e incluso meses. En cambio, la fabricación aditiva puede producir estos modelos listos para el mercado en cuestión de días.
La fabricación aditiva ofrece diversas ventajas en comparación con métodos tradicionales como el moldeo por inyección. Sin embargo, para la producción a gran escala de piezas sencillas, el moldeo por inyección suele ser la opción más económica.
Muchas empresas invierten en moldes de acero para la producción de la misma pieza en grandes volúmenes. El moldeo por inyección también es adecuado si el producto final no requiere mucha mano de obra ni costos de transporte significativos para su ensamblaje.
A medida que las industrias se adaptan para aprovechar las ventajas de las tecnologías de impresión 3D, como en productos personalizados o complejos, la fabricación aditiva se convertirá cada vez más en la opción principal. Al permitir una mayor libertad de diseño y la optimización de la cadena de suministro para una alta gama de industrias, la fabricación aditiva se está adoptando ampliamente en el sector dental y está impactando en aplicaciones de calzado, médicas y de consumo.
Conclusion
La impresión 3D y la fabricación aditiva están redefiniendo lo que es posible en la industria. Más allá de prototipos, hoy hablamos de piezas finales, líneas de producción optimizadas y soluciones personalizadas que antes eran impensables. Esta tecnología no solo mejora la eficiencia, sino que también impulsa la innovación en sectores tan diversos como la medicina, la automoción, la construcción y la aeronáutica.
A medida que los materiales avanzan y las máquinas se vuelven más accesibles y precisas, el futuro de la fabricación aditiva apunta a un rol cada vez más central en los procesos industriales. Adaptarse a esta evolución ya no es una opción, sino una necesidad para quienes buscan mantenerse competitivos.
Autor: Anderson Yahir Molina Chanico
Ciudades inteligentes y la integración de la tecnología en el urbanismo
El término Smart City o Ciudades Inteligentes hace referencia a un modelo urbano que utiliza la tecnología para mejorar la calidad de vida de sus habitantes, optimizar el uso de recursos y reducir el impacto ambiental. Estas ciudades emplean sistemas avanzados como el Internet de las Cosas (IoT), Big Data e inteligencia artificial para gestionar eficientemente servicios públicos, transporte y energía.
Además, su objetivo es crear entornos más sostenibles y habitables, donde se mejore la interacción entre las infraestructuras, las personas y los servicios públicos. Las Smart Cities buscan anticiparse a los problemas urbanos antes de que ocurran, proporcionando soluciones preventivas y adaptativas a sus ciudadanos.
El uso de tecnologías innovadoras, como la inteligencia artificial, permite una mayor personalización de los servicios, adaptándolos a las necesidades reales de los ciudadanos en tiempo real.
El uso de sensores y tecnologías interconectadas permite a estas ciudades recopilar y analizar grandes cantidades de datos en tiempo real. Estos datos son la base para la toma de decisiones informadas, optimizando servicios como el transporte, la gestión de residuos y el consumo energético. Ciudades como Londres y Nueva York utilizan sistemas de monitoreo en tiempo real para gestionar el tráfico y prevenir incidentes, demostrando cómo la inteligencia predictiva es clave en el concepto de Smart City.
Sin olvidar que la implementación de plataformas de comunicación en tiempo real permite que las administraciones locales interactúen directamente con los ciudadanos para abordar problemas urgentes.
También es importante mencionar la introducción de redes eléctricas inteligentes (smart grids), que no solo optimizan el uso energético, sino que también permiten una mayor integración de fuentes renovables, como la energía solar y eólica, favoreciendo el autoconsumo energético.
Entre los principales beneficios de las Smart Cities destacan:
Ciudades como Singapur y Ámsterdam son referentes globales en el uso de tecnologías inteligentes. Singapur ha implementado edificios con sistemas de gestión de energía, mientras que Ámsterdam ha creado una plataforma abierta para que los ciudadanos participen activamente en la planificación urbana.
Por otro lado, ciudades como Copenhague y Oslo han adoptado soluciones de movilidad eléctrica y sostenible, sirviendo de modelo para el resto del mundo. En Viena, se están implementando soluciones tecnológicas basadas en datos para mejorar la gestión de residuos y la eficiencia energética de los edificios, convirtiéndola en una referencia para la sostenibilidad urbana en Europa.
También, el proyecto RECI (Red Española de Ciudades Inteligentes) ha impulsado la colaboración entre ciudades para implementar soluciones comunes y compartir buenas prácticas, acelerando el proceso de transformación digital en toda España.
En Sevilla, se están aplicando conceptos de Smart City en proyectos de gran envergadura, como el Plan Parcial de Pítamo ya mencionado, que busca integrar viviendas sostenibles y servicios en un entorno tecnológico avanzado. En Madrid, Barcelona y Palma también se han servido de la tecnología para hacer más ciudades inteligentes y sostenibles.
A pesar de los beneficios, el desarrollo de una Smart City enfrenta varios retos:
Las Smart Cities son por lo tanto la respuesta a los desafíos contemporáneos del urbanismo. Al integrar tecnología avanzada con un enfoque en la sostenibilidad, estas ciudades ofrecen soluciones eficientes para mejorar la vida urbana. Sin embargo, deben abordarse los desafíos relacionados con la inclusión digital y la privacidad para asegurar que estos avances estén al alcance de todos.
La creación de una ciudad inteligente requiere una gran cantidad de infraestructuras. Por ejemplo, para prestar servicios digitales una ciudad debe ser capaz de desarrollar «capas» de infraestructura digital:
Desde la perspectiva del ciudadano, los tipos de servicios que podría prestar una ciudad inteligente implicarían información sobre las actividades cotidianas. Tomar el transporte público, por ejemplo, sería una experiencia mucho más agradable con sensores en trenes y autobuses que proporcionaran información actualizada sobre su ubicación en tiempo real.
En Zhenjiang, los ciudadanos pueden pedir cita en el hospital y alquilar bicicletas desde sus smartphones. La información se envía a un «centro de control», que ayuda a los planificadores y operarios a reducir las ineficiencias. Mediante servicios en la nube, China seguirá desarrollando estas ciudades inteligentes.
Como explica el Consejo Empresarial Chino-Británico, las empresas de todo el mundo podrían encontrar oportunidades para digitalizar infraestructuras relacionadas con el transporte, el agua, la energía y la sanidad, junto con una necesidad de almacenamiento digital masivo.
Esta evolución podría suponer cambios sustanciales en la forma de dirigir y gestionar las ciudades en las próximas décadas. Como ha señalado el MIT en su propio análisis, los proveedores de telecomunicaciones como China Telecom están desempeñando un papel crucial en el desarrollo de las ciudades inteligentes.
«No sólo están ampliando la cobertura de su red y mejorando su calidad, sino también explorando nuevas tecnologías para construir nuevas capas de red».
La Realidad Aumentada es una tecnología que superpone información digital, como imágenes, texto o sonido, sobre nuestra percepción del mundo real. A diferencia de la Realidad Virtual, la AR no nos transporta a un entorno completamente virtual, sino que enriquece nuestra experiencia actual mediante la integración de elementos digitales.
Aplicaciones de AR, como filtros en redes sociales o aplicaciones de navegación con información en tiempo real, demuestran cómo esta tecnología está integrándose de manera cada vez más orgánica en nuestras vidas.
¿Qué es la Realidad Virtual?
La Realidad Virtual, por otro lado, nos sumerge por completo en entornos virtuales generados por ordenadores. Al utilizar dispositivos como auriculares VR, los usuarios pueden experimentar mundos imaginarios o participar en situaciones simuladas de manera inmersiva.
Desde aplicaciones de entretenimiento, como videojuegos envolventes, hasta aplicaciones más prácticas, como entrenamiento en entornos simulados para profesionales, la VR está expandiendo las fronteras de lo posible
Aplicaciones Prácticas en la Vida Cotidiana
La AR y la VR han trascendido el ámbito del entretenimiento y están dejando su huella en numerosos aspectos de nuestra vida diaria:
Educación: Plataformas de aprendizaje en VR están revolucionando la educación, permitiendo a los estudiantes explorar lugares lejanos o participar en experimentos científicos desde la comodidad de sus aulas.
Salud: En el ámbito médico, la VR se utiliza para simular procedimientos quirúrgicos, proporcionando un entorno de práctica seguro para los profesionales de la salud.
Comercio: La AR ha transformado la forma en que compramos, permitiéndonos visualizar productos en nuestro entorno antes de comprarlos, gracias a aplicaciones de "prueba virtual".
Turismo: Aplicaciones de AR guían a los turistas proporcionando información en tiempo real sobre lugares de interés, historias locales y datos útiles.
Desafíos y Consideraciones Éticas
A pesar de su impacto positivo, la AR y la VR también enfrentan desafíos, desde problemas de privacidad hasta la posibilidad de adicción.
La sobreexposición a entornos virtuales plantea preguntas sobre cómo equilibrar el mundo digital con el mundo real y cómo proteger nuestra privacidad en un entorno cada vez más interconectado.
El Futuro de la AR y la VR
El potencial de la Realidad Aumentada y la Realidad Virtual está lejos de alcanzar su límite. A medida que la tecnología evoluciona, se esperan avances significativos en la resolución de dispositivos, interactividad y adaptabilidad a diversas áreas de la vida cotidiana.
Desde aplicaciones médicas más avanzadas hasta entornos de trabajo virtuales más inmersivos, el futuro de la AR y la VR promete transformaciones aún más profundas.
En resumen, la realidad amentada y la realidad virtual están forjando un camino hacia un mundo donde los límites entre lo real y lo digital se desdibujan. Desde mejorar la forma en que aprendemos hasta cambiar la manera en que compramos y trabajamos, estas tecnologías están dejando una marca indeleble en nuestra sociedad.
A medida que continuamos explorando los vastos horizontes de la AR y la VR, es evidente que estamos en el umbral de una revolución que transformará nuestra realidad de maneras que ni siquiera podemos imaginar.
Hemos dicho que las diferencias entre realidad virtual y realidad aumentada son varias. A continuación, las puedes encontrar:
La Realidad Aumentada se caracteriza por el uso de la visión por ordenador, el mapeo y el seguimiento en profundidad para mostrar el contenido. Gracias a esta funcionalidad, las cámaras pueden recopilar, enviar y procesar datos. Además, en la RA en entorno físico puede mejorarse con contenidos digitales que son relevantes en tiempo real. Para ello, se suele utilizar un teléfono inteligente o un hardware específico.
Sin embargo, en la Realidad Virtual lo que se pretende es simular un escenario que no se corresponde con lo que realmente existe y nos rodea. Por el contrario, se elimina la interacción con el mundo real y, a través de gafas y auriculares, el usuario se transforma a otro distinto.
Las imágenes que se visualizan en la interacción se reproducen en pantallas a través de un cable HDMI que se conecta a un ordenador o a un teléfono móvil.
Hay que mencionar también que hoy en día ya existen dispositivos que pueden fusionar ambas realidades.
La realidad aumentada y virtual ofrecen experiencias inmersivas únicas que están transformando sectores tan diversos como el entretenimiento, la educación o la medicina. Sin embargo, más allá de las ventajas, estas tecnologías también presentan desafíos y limitaciones que deben tenerse en cuenta. A continuación vamos a conocer las ventajas y desventajas de cada una de ellas.
Actualmente, se están llevando a cabo importantes avances en el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada que permiten la incrustación de elementos como texto, imágenes y videos, y expanden sus capacidades hacia nuevas formas de interacción y experiencia de usuario.
En diversas industrias, como las de impresión y publicidad, se está aprovechando esta tecnología para transformar revistas analógicas en plataformas interactivas. En ellas, los lectores pueden acceder a contenido digital complementario simplemente utilizando sus dispositivos móviles. Con ello, se mejora la participación del usuario y se abren nuevas posibilidades para la publicidad personalizada y la narrativa inmersiva.
Otro uso de la realidad aumentada es el desarrollo de aplicaciones de traducción en tiempo real. Estas facilitan la comunicación instantánea en entornos multilingües, para promover la conectividad global y la comprensión intercultural. Además, la realidad aumentada se usa en el desarrollo de juegos 3D, para conseguir experiencias de entretenimiento más inmersivas y envolventes para los usuarios.
En el caso de las aplicaciones de la realidad virtual, se utiliza ampliamente para realizar simulaciones, como en los vuelos o campos de batalla. También en los videojuegos, permite crear entornos ficticios que resulten realistas.
En el ámbito del deporte, el entrenamiento digital ayuda a medir el rendimiento de un deportista y analizar sus técnicas. Lo mismo sucede con el campo de la medicina, ya que permite que el estudiantado pueda practicar y realizar procedimientos quirúrgicos en un entorno ficticio. Al ser pacientes virtuales, pueden mejorar sus habilidades sin que suponga un riesgo para aquellos.
Otras aplicaciones son el tratamiento del estrés postraumático y el entretenimiento, con plataformas como Google Cardboard, HTC Vive u Oculus Rift. Todas ellas permiten a los usuarios transportarse a entornos impensables, como una colonia de pingüinos o la espalda de un dragón.
Autor: Kelvin Aaron Valiente Figueroa
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