Fundamentos del Diseño en Ingeniería: TRIZ, Consideraciones Clave y Herramientas

Fundamentos del Diseño en Ingeniería

Características de TRIZ

Las características principales de TRIZ son:

• Innovar en el producto correcto, no en cualquiera.
• Encontrar la causa raíz del problema y no el problema mal planteado.
• Centrarse en la función principal útil y no en los componentes.
• Mejorar los parámetros principales de valor y no en todos.
• Resolver contradicciones y no solo establecer soluciones de compromiso.
• Seleccionar los productos a evolucionar y no otros.
• Recoger y usar el conocimiento global y no solo el de la empresa.
• Adaptar las soluciones existentes, no inventar al azar.

El Diseño en la Ingeniería

Es necesario contar con bases en mecánicas de sólidos y fluidos, transferencia de masa y momento, proceso de manufactura, teoría eléctrica y de información, entre otros.

Consideraciones de Diseño

Las consideraciones clave en el diseño incluyen: resistencia, esfuerzo, deflexión, rigidez, desgaste, propiedades térmicas, fricción, peso y volumen, oxidación o corrosión.

Herramientas y Recursos de Diseño

Las herramientas y recursos comunes en el diseño son:

1. Software de Diseño Asistido por Computadora (CAD): Permite el desarrollo de diseños tridimensionales con dimensionamiento automático.
2. Análisis de Elementos Finitos para Esfuerzo y Detección (AEF): Permite simular el comportamiento de un diseño bajo diferentes condiciones.
3. Análisis de Vibración y Transferencia de Calor: Permite optimizar el diseño para evitar fallas por vibración o sobrecalentamiento.

Economía en el Diseño

El uso de tamaños estándar es el principio fundamental de reducción de costos.

Seguridad y Responsabilidad Legal

El fabricante o diseñador es legalmente responsable ante cualquier daño o perjuicio que se provoque debido a un defecto o falla en el diseño.

Incertidumbre en el Diseño

Entre las incertidumbres más comunes están el esfuerzo y la resistencia por la composición del material, variación en las propiedades, efectos de la manufactura, influencia del tiempo sobre la resistencia y la geometría, desgaste, oxidación y corrosión.

Métodos Matemáticos para Enfrentar las Incertidumbres

• Determinístico: Basado en incertidumbres absolutas de un parámetro con pérdida y un parámetro máximo permisible.
• Estocástico: Es de naturaleza estadística de parámetros de diseño y se enfoca en probabilidades.

Normas y Códigos

Una norma es un conjunto de especificaciones para partes, materiales o procesos establecidos cuya finalidad es lograr uniformidad, eficiencia y cantidades requeridas. Un código es un conjunto de especificaciones para analizar, diseñar, manufacturar y construir algo.

Tolerancia

La tolerancia es la variación máxima permisible de un valor para definir una dimensión.

Especificación

Una especificación es un atributo medible bajo una norma o condición específica y que permite revelar características o propiedades de elementos bajo estudio.

Tamaño Nominal

El tamaño nominal es el tamaño al cual se asignan límites o desviaciones y puede ser el mismo para elementos de apriete y ajuste o holgura.

Holgura

La holgura se emplea cuando el diámetro del elemento interno es menor que el elemento externo; puede ser diametral o radial.

Ajuste o Interferencia

El ajuste o interferencia es lo opuesto a la holgura; aquí el elemento interno es mayor que el elemento externo.