Recursos formales de la naturaleza como fuente de inspiración en diseño de producto

[ESP] La biomímesis es la ciencia que estudia la naturaleza como fuente de inspiración para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto con millones de años de experiencia. Desde un punto de vista formal, la naturaleza ofrece también una gran cantidad de formas y texturas que pueden servir de inspiración para el diseño de productos. Si se realiza una mirada más profunda, se puede comprobar que estamos rodeados de geometrías que se repiten ofreciendo formas bellas y armoniosas que provocan emociones a quien las contempla. Se propone un modelo de clasificación que sirva como punto de partida de una base de datos que se utilice como recurso de inspiración para cualquier tipo de diseño. [ENG] Biomimicry is the science that studies nature as inspiration to solve human problems which nature has solved with millions of years of experience. From a formal point of view, nature also offers a lot of shapes and textures that can serve as inspiration for product design. If a deeper look is done, it is proven that we are surrounded by repeating geometric figures that offer beautiful and harmonious shapes that provoke the emotions of the beholder. A classification model that serves as inspiration for any type of design is proposed.Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT), Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica (ETSIA), Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial (ETSII), Escuela Técnica Superior de Arquitectura y Edificación (ETSAE), Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas (ETSICCPIM), Facultad de Ciencias de la Empresa (FCCE), Parque Tecnológico de Fuente Álamo (PTFA), Vicerrectorado de Estudiantes y Extensión de la UPCT, Vicerrectorado de Investigación e Innovación de la UPCT, y Vicerrectorado de Internacionalización y Cooperación al Desarrollo de la UPCT

Optimization of the aesthetic design of an agronomic product inspired by an asymmetric shape of water

Industrial products have been highlighted in the agronomic field more for their technical and functional aspects than for their visual aesthetics. Currently, this concept has changed and has favoured the development of innovative products taking into account all the factors involved in the conception of a product. This article describes a real industrial product redesign case that was functionally innovative and a reference in the agronomic domain. Due to the large number of copies that emerged from its competitors, this design required a new image in its aesthetic appearance to differentiate it from the rest. The difficulty of this project lay in the technical limitations to develop it, so a conceptual design process based on analogies and inspired by nature was necessary to find the most appropriate shape. Based on this methodology, a symmetrical and static design was transformed into one with asymmetrical and dynamic shapes inspired by the helicoidal movement of water. This new design gave this product an innovative, symbolic, and differentiating image that allowed its industrial registration in a large number of countries.We thank Sistema AZUD S.A. company for all the provided data and information that enabled to write this manuscript. Special thanks go to Manuel García, Marta García, Pablo Jumilla, María Teresa Munuera, José Miguel López and Yusimí Rodríguez for their contributions and suggestions

Presentación de producto. Realidad aumentada aplicada a la docencia

La docencia en expresión gráfica ha experimentado grandes avances en las últimas décadas. Desde el lápiz, la escuadra, cartabón, y los estilógrafos, el software CAD, desarrollado primero para representaciones 2D y evolucionado más tarde para entornos 3D, programas de gestión de producto más avanzados, como CATIA o SOLIDWORKS, que incluyen módulos CAM / CAE, y permiten ejecutar un proyecto en su conjunto, hasta motores gráficos de Realidad Virtual y REALIDAD AUMENTADA. Siempre será importante que el alumno adquiera habilidades y destrezas para transmitir los ingenios que desarrolle. Las nuevas herramientas de Realidad Aumentada (RA) facilitan el aprendizaje a alumnos que aún no son capaces de imaginar en el espacio los elementos diseñados o de transmitir la información a aquellos que podrían ser clientes o promotores de un determinado proyecto de ingeniería gráfica. Durante la pasada década se empezó a emplear la realidad virtual, fruto del desarrollo de la industria del videojuego, gracias a programas como VIZARD o UNITY. Hoy en día se presentan proyectos de realidad inmersiva, realidad mixta y realidad aumentada para múltiples aplicaciones. El vídeojuego de Pokemon GO, es un ejemplo de realidad aumentada indirecta. En este trabajo se presenta una unidad formativa que permite el aprendizaje de SOLIDWORKS apoyada en el módulo VUFORIA de UNITY para crear contenidos formativos de realidad aumentada. A la herramienta en RA que conforma la unidad didáctica presentada, se le ha denominado DemoRA (incluye tres ideas: Demostración de utilidad de la realidad aumentada, RA, evitando la demora o retraso que se produce si se tiene dificultad con la visión espacial). El conjunto de planos CAD creados en SolidWorks y archivos de realidad aumentada para la Unidad didáctica, ha sido subido al aula virtual de la UPCT, para que los alumnos puedan acceder libremente a ellos.Este trabajo ha sido posible gracias al Servicio de Diseño Industrial y Cálculo Científico (SEDIC) del Servicio de Apoyo a la Investigación Tecnológica (SAIT) de la Universidad Politécnica de Cartagena

Hand-developed creative prototyping. Methodological proposal and experimentation

The generation of original and innovative ideas is a challenge for any professional. There are several studies that demonstrate how the capacity to explore creativity is reduced until reaching educational levels where it is hardly experienced, and for this reason it is necessary to introduce it in the classroom to complement their academic training before their incorporation into the labour market. The use of new technologies implies in turn an abandonment of manual or craft skills, losing in this area a very relevant possibility of creative development. Most of the methods that are usually used to generate ideas are related to oral and written conceptualization, but manual ideation is practically not contemplated. This study proposes a methodology for generating ideas based on traditional ideation from the physical creation of models as part of the creative process. This methodology has been used with satisfactory results in 38 courses at the Industrial Organisation School (Spain), with 382 people between 18 and 30 years of age participating in the study, demonstrating that the development of creative skills obtained through this new approach can have a very significant impact on students' later career development.This research did not receive any specific grant from funding agencies in the public, commercial or not-for-profit sectors

An agent-based approach for the application of nature’s forms to product conceptual design

Given current high market competitiveness, it is necessary to differentiate between products that perform the same function. For this objective, designer can recur to various sources of inspiration in the searching of the more attractive form during the conceptual design stage. One of these sources can be nature, which offers a large number of geometries and textures that can be used from a shape point of view to help the designer in the creative process. This work presents an agent-based approach for a design-aided tool to provide users with some ideas, beginning with simple parts/concepts, and then increasing the complexity level according to the answers offered by designer. The proposed paradigm was implemented using the JADE agent-based platform. In order to validate the platform, several product categories were offered to fifteen different users and a total of sixty design proposals were obtained with the aid of the platform. After evaluating all the proposals, twelve of the sixty designs were finally selected and modelled by a Computer-Aided Design software. The obtained results demonstrate the feasibility of using an agent-based approach to obtain an adaptive intelligent solution to the product conceptual design problem

Prototype system for measuring and analyzing movements of the upper limb for the detection of occupational hazards

Dadas las distintas patologías que puede sufrir un trabajador como consecuencia de los movimientos repetitivos que en su trabajo diario realiza debido a posturas forzadas y que tienen su afectación en las extremidades superiores, es necesario evaluar los factores de riesgo que pueden desencadenar trastornos musculoesqueléticos (TME). El objetivo de este trabajo era detectar las diferentes acciones que suponen algún riesgo de sufrir tales trastornos en el ámbito laboral, midiendo las aceleraciones sufridas en la extremidad superior derecha. Para la aplicación de este nuevo método, se diseñó y construyó un prototipo mediante impresión 3D con el método FDM, se desarrolló un sistema de sensores conectados a una placa electrónica para medir y almacenar los movimientos realizados y se generaron tablas para mostrar gráficamente los resultados obtenidos. Los modelos habitualmente utilizados para el análisis del miembro superior se han basado estimaciones llevadas a cabo mediante observación directa del trabajador por personal técnico cualificado, por lo que los resultados no son precisos. Con la utilización del sistema sensorial diseñado es posible observar y evaluar con precisión los ángulos, aceleraciones y por tanto esfuerzos a los que se ve sometido el miembro superior analizado. Ello ha permitido una elevada fiabilidad, a partir de los resultados obtenidos, para el diagnóstico de los TME

Ejercicios prácticos para el estudio de superficies en ingeniería

En el presente libro, los lectores, ya sean principalmente alumnos de primeros cursos de ingeniería, o bien otros colectivos atraídos por la expresión gráfica, pueden encontrar una publicación bien estructurada de ejercicios prácticos, fruto de la experiencia docente de los autores. Los contenidos están basados en el análisis de superficies en Sistema Diédrico, abordados en asignaturas de ingeniería como es “Diseño Industrial II” de la Universidad Politécnica de Cartagena. Para conseguir un equilibrio entre la teoría y la práctica de esta materia, se ha proporcionado una estructura de capítulos que se inicia con una breve historia de la geometría (Capítulo 1, con hasta 11 figuras destacadas ordenadas cronológicamente con sus principales aportaciones a la geometría) y las bases teóricas-conceptuales de la materia (Capítulo 2, “Generalidades sobre superficies y curvas”) necesarias para avanzar con seguridad en las exposiciones prácticas del resto de capítulos. Por otro lado, la resolución de ejercicios supone la mayor parte de la extensión de este libro. Estas resoluciones incluyen un enunciado abreviado que coincide con la numeración de epígrafes, un enunciado extenso denominado “ejercicio”, y su resolución explicada pormenorizadamente paso a paso, con textos y referencias a figuras y a planos. Mientras las figuras son perspectivas axonométricas e incorporan el proceso resolutivo, los planos son del tipo lámina ofreciendo dos versiones, una con el ejercicio sin resolver y otro ya resuelto. Para facilitar su comprensión se ha aplicado la técnica polícroma a cada uno de los elementos, secuenciando los pasos necesarios para obtener una solución. Desde el punto de vista del contenido y con la metodología ya descrita, los cuatro capítulos siguientes abordan gráficamente cada una de las superficies básicas elegidas: cilindro, cono y esfera. Así el Capítulo 3 “Representaciones básicas, secciones y desarrollos” proporciona una primera aproximación a su conocimiento descriptivo, que incluye sus secciones con diferentes tipos de planos, y para las dos primeras superficies, sus desarrollos completos y parciales hasta dichas secciones. El Capítulo 4 “Incidencias” permite la obtención de los puntos de intersección de una recta con los tres tipos de superficies, desplegando diferentes métodos posibles para su obtención. También en el siguiente Capítulo 5 “Tangencias”, se ofrecen alternativas sobre los métodos posibles para la obtención de planos tangentes a las tres superficies, pudiendo elegir el lector aquellas que le resulten más prácticas o simples de realizar. Siguiendo el principio de progresividad en la dificultad expositiva, se ha decidido que sea el Capítulo 6 “Intersección de superficies” el situado tras los anteriores. Resulta sin duda el más complejo de todos, planteando combinaciones de parejas de estas superficies, ya sean de la misma familia geométrica o de distintas, para realizar sus intersecciones. Se ofrecen con diferentes orientaciones y características, resolviéndose convenientemente. Por último, se completan los capítulos con el dedicado a bibliografía compuesta por cinco libros recomendados. Entre ellos no faltan clásicos, y otros cuya autoría corresponde a profesores con amplísima experiencia docente en la materia de la Universidad Politécnica de Cartagena. A todos ellos nuestro agradecimiento más sincero. Los autores, hemos desarrollado este libro, convencidos de que la forma más efectiva de abordar esta materia es disponer de suficientes ejercicios para practicar cada metodología, siempre partiendo de los contenidos teóricos impartidos en la asignatura. El propósito principal no es otro que seguir avanzando en el aprendizaje del lenguaje gráfico, tan importante en el campo de la ingeniería, y profundizar en los conocimientos geométricos y proyectivos para su aplicación en cualquier ámbito del diseño industrial

Standardization of the dimensions of a portable weighing lysimeter designed to be applied to vegetable crops in Mediterranean climates

The progress made in developing information and communication technologies (ICTs) and the fact that water resources are becoming increasingly scarce make precision agriculture a very valuable tool for efficient and sustainable crop management, particularly for irrigation and fertilisation. In line with this, the water balance estimate is considered one of the most accurate methods for estimating crops’ water requirements. The Agromotic Engineering and Sea Research Group of the Universidad Politécnica de Cartagena (Spain) has worked in this direction to obtain portable weighing lysimeters with improved functions compared to traditional measurement systems. This study analysed the most important vegetable crops in south-eastern Spain to standardise suitable dimensions so that these portable weighing lysimeters can monitor practically all of today’s vegetable and herbaceous crops in Mediterranean climates. The dimensions established for the cultivation tank are 150 cm long, 45 cm wide, and 50 cm deep, with an equipment resolution of up to 0.09 mm expressed as water lamina. The validation over seven irrigation events established that the structural system achieved here allows precise monitoring of the water exchanges produced in the cultivation tank, so this portable weighing lysimeter can be useful for the efficient management of fertigationResearch and development project with reference IDI-20190146, entitled “Development and implementation of a weighing lysimeter ferticontrol equipment for use in intensive agriculture”, in collaboration with the company AGROSOLMEN, S.L., cofinanced by the European Regional Development Fund (FEDER) through the Spanish Multiregional Operational Programme 2014–2020. Preciriego (RTC-2017-6365-2) project co-financed by FEDER and AEI-Spain

Geometric modelling of the human cornea: A new approach for the study of corneal ectatic disease. A pilot investigation

The aim of this study was to describe the application of a new bioengineering graphical technique based on geometric custom modelling capable to detect and to discriminate small variations in the morphology of the corneal surface. A virtual 3D solid custom model of the cornea was obtained employing Computer Aided Geometric Design tools, using raw data from a discrete and finite set of spatial points representative of both sides of the corneal surface provided by a corneal topographer. Geometric reconstruction was performed using B-Spline functions, defining and calculating the representative geometric variables of the corneal morphology of patients under clinical diagnosis of keratoconus

Structural analysis of the culture vessel beams of a transportable weighing lysimeter

[SPA] En esta comunicación se estudian las vigas inferiores de apoyo del recipiente de cultivo de un lisímetro de pesada transportable para plantaciones hortícolas. El cajón de cultivo alberga el terreno reconstituido donde se desarrolla la plantación y descansa sobre un sistema de pesaje. Para asegurar el correcto funcionamiento del lisímetro el recipiente de cultivo no debe entrar en contacto con otros elementos, evitándose que sus deformaciones interfieran entre sí y modifiquen las mediciones del sistema de pesada. Se han analizado con SolidWorks Simulation los esfuerzos de las vigas y las deformaciones que experimentan. Los resultados obtenidos permiten valorar la supresión de estos elementos para reducir las dimensiones del lisímetro. [ENG] In this communication, the lower beams of the cultivation vessel of a transportable weighing lysimeter for horticultural plantations are studied. The cultivation vessel contains the reconstituted soil where the plantation is developed and rests on a weighing system. To ensure the proper functioning of the lysimeter, the cultivation container have to avoid come into contact with other elements. Its deformations could modify the measurements of the weighing system. The stresses of the beams and the deformations have been analysed with SolidWorks Simulation. The results obtained make it possible to evaluate the elimination of these elements in order to reduce the dimensions of the lysimeter.Los autores agradecen el apoyo recibido del Grupo de Investigación de Ingeniería Agromótica y del Mar Universidad Politécnica de Cartagena