Principios de trabajo en ingeniería conceptual

Los siguientes comentarios se basan sobre un ejemplo (G-Train) que se encuentra en sus primeras etapas de conceptualización y que no pretende enfocarse en "las bondades técnicas de una solución" sino en "la correcta metodología de trabajo" en ingeniería conceptual, atendiendo oportunamente aspectos relacionados a la riqueza/diversidad/divergencia de pensamiento:

  1. Step 1: Niveles de definición del bocetado

    Como ya se ha dicho en repetidas oportunidades, es fundamental "no saturar la memoria de trabajo" durante la etapa divergente del pensamiento. Para ello tratamos de no atender el detalle (en primera instancia) sino de expandir/diversificar las ideas. La mejor herramienta para ello es nuestra propia "memoria de trabajo" cuya limitada capacidad se satura rápidamente y necesita volcar su contenido a bocetos. Los bocetos deben ser "telegramas al núcleo de las ideas" y no planos de definición que nos lleven a prestar atención en los detalles tecnológicos. Esto último es algo que terminaremos haciendo en etapas avanzadas de la ingeniería conceptual, pero sobre todo en las etapas de ingeniería básica e ingeniería de detalle.


    La siguiente imagen ilustra muy bien los niveles de definición de los bocetos (como reflejos del pensamiento de diseño):

    Y se puede representar "el momento divergente" que se vive en la ingeniería conceptual, en el que tratamos de generar cantidad y diversidad de ideas antes de evaluarlas, validarlas y sumergirnos en sus detalles. Para ello los niveles de bocetado que más nos sirven son los de bajo nivel de definición:

    En el ejemplo particular que estamos utilizando en este momento (G-Train) se puede decir que avanzamos (sin agotar sus posibilidades) con bocetos de los niveles más bajos de definición, aunque algunos de ellos ya estén dibujados en CADD:






  2. Step 2: Los principios de trabajo

    Al trabajar en la etapa conceptual es importante definir el Efecto Util Deseado pero también ser conscientes de los principios de trabajo que nos planteamos para resolverlos. De otro modo, es posible que nuestra capacidad de generar ideas se vea limitada por un exclusivo enfoque en un principio de trabajo en particular, como un árbol que nos tapa el bosque.


    Por tal motivo verán que el primero de esta serie de bocetos conceptuales cita "principios de trabajo" (quizás limitados en tipos y cantidad, según lo que se pueda captar en ese momento) y posiciona la idea en uno de ellos en particular:


































  3. Step 3: Profundización analítica del EUD

    Es crucial evitar el error de pensar que "una vez enunciado, el EUD es inamovible". Hay que tomar consciencia de que "el proceso de diseño es un proceso de aprendizaje" sobre cierto problema, sus variables e implicaciones, las cualidades de sus soluciones, etc. El aprendizaje es un proceso "iterativo de profundización" y, por lo tanto, nada que se enuncie puede quedar inamovible y ser superado como "el paso número N" de una secuencia procedimental. Siempre debemos estar dispuestos a revisar lo que entendimos y enunciamos, lo cual parece un "retroceso en el desarrollo del diseño" pero en realidad es "una profundización" cuyas consecuencias siempre son positivas: mejorar o incluso destruir patrones erróneos de pensamiento.


    En este sencillo ejemplo, luego de idear una implementación para el principio de trabajo "Acción volumétrica distribuida: aceleración centrípeta" es buen momento para detenerse unos instantes a analizar lo que realmente sucede al implementarlo.

    Seguramente descubriremos aspectos y detalles que no habíamos tenido en cuenta. Por ejemplo: el boceto de un tren que gira a cierta velocidad y genera una aceleración centrípeta utilizable como reemplazo de la gravedad "siempre funciona cualitativamente" ya que el boceto ni siquiera sugiere dimensiones ni valores numéricos.

    Pero "al cuantificar el fenómeno" nos damos cuenta de que el hábitat tiene un tamaño apreciable y que "esta gravedad artificial" se modifica en módulo y ángulo en sus distintas partes. Es decir, un astronauta en el nivel más alto del hábitat experimentaría una gravedad diferente a otro en su nivel más bajo (lo cual no sería trágico porque en la tierra también hay cambios de gravedad a nivel del mar o sobre una montaña).

    Pero no es solo eso: se descubre un "efecto no deseado" que toma la forma de "empuje lateral" debido a que el vector resultante de la aceleración cambia también su ángulo!!!

    Esto último no sucede en implementaciones similares a G-Train en el espacio vacío porque no existe una gravedad natural como la que existe en un planeta (en la Luna g/10 y en Marte g/3). Esta "gravedad natural del planeta" es una componente vertical constante que se suma vectorialmente a la componente horizontal "artificial variable" (en función del radio R) que generamos por rotación.

    Este pequeño descubrimiento cuantitativo nos hace ver que los radios de giro que realmente conviene utilizar deben ser "grandes con respecto al tamaño del hábitat" para que el fenómeno de variación de la "g resultante" no sea significativo:





  4. Step 4: Los números pueden cambiarlo todo

    Aunque estemos en una etapa conceptual, transitamos instancias cuantitativas que son imprescindibles para "bajar a tierra" los conceptos puramente cualitativos.

    En general, tales etapas cuantitativas son acompañadas por bocetos de mayor grado de definición (dentro del bajo nivel en general) que ya cuentan con dimensiones consideradas fundamentales para "ver realmente la idea en funcionamiento".

    En ocasiones, los números son capaces de cambiarlo todo "incluso para peor" y derrumbar conceptos que parecían prometedores "a nivel cualitativo". Por ello afirmamos que el proceso de diseño es iterativo (se parece a, y este autor considera firmemente que "es", un proceso de aprendizaje) y alterna entre etapas de "síntesis (generación de ideas)" y "análisis (validación de ideas" como lo expresa el ícono del método de diseño desarrollado por el autor para la cátedra FCEIA-UNR M25-Síntesis de Mecanismos y Máquinas:
















  5. Step 5: Enlaces

    Este tutorial proviene de:

    Conceptual Design Challenge: Artificial Gravity for Human Colonies on the Moon and Mars | GrabCAD Tutorials

    y continua en:

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