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6 innovaciones en ingeniería mecánica para la industria
6 innovaciones en ingeniería mecánica que pueden cambiar la industria
Echa un vistazo a estas innovaciones en ingeniería mecánica que nos harán la vida un poco más sencilla.
Si te interesan los desafíos de ingeniería, también puedes echar un vistazo a nuestra sección de desafíos recientes. Puedes visitar nuestra página de innovación abierta donde mostramos ejemplos de innovación en ingeniería resueltos por nuestra comunidad.
1. Un diseño para capturar energía solar que usa un material hiperbólico natural
Los investigadores, liderados por el profesor Ping Cheng, de la Universidad Jiao Tong de Shangai, en colaboración con el profesor Zhuomin M. Zhang, del Instituto de Tecnología de Georgia, desarrollaron un estructura de absorción ligera perfecta que utiliza un conjunto de nanoestructuras piramidales hechas de telururo de bismuto (un material hiperbólico natural) sobre un sustrato fino para absorber la radiación solar.
Los resultados del experimento llevado a cabo en este estudio muestran que la estructura propuesta puede alcanzar valores de absorción de casi un 100 % en un intervalo de longitud de onda de 300-240 mm, dentro del cual se encuentra la mayoría del espectro de radiación solar. En total, el meta-material propuesto tiene un gran potencial de aplicación que puede conducir a una eficiente captura de energía solar durante los procesos de conversión foto-termal en agua o soluciones acuosas.
2. Ventanas transparentes generadoras de energía solar
Estas ventanas son un gran ejemplo de innovaciones en ingeniería mecánica. Poseen células solares instaladas en los bordes en un ángulo específico, lo que permite que la luz solar entrante se transforme en electricidad de manera eficiente.
Las ventanas son capaces de generar entre 8 y 10 vatios de energía, según Grapperhaus.
"En este momento, estamos buscando proyectos importantes por todo el mundo para demostrar que un edificio de cristal de grandes dimensiones puede generar energía neutral de manera estética". 
Fotógrafo: Jasper Juinen
3. Una investigación experimental sobre el rendimiento de materiales flexibles no metálicos y resistentes al fuego en un motor diesel ignífugo de locomotora
En esta investigación se utilizaron tres tipos de materiales refractarios flexibles de fibra para verificar su resistencia al fuego, según un principio a prueba de explosiones y métodos de tests de supresiones de llama. Posteriormente se realizó una comparación de transmisión de eficiencia entre los supresores refractarios flexibles de fibra y supresores generales con el objetivo de verificar las propiedades de materiales no metálicos refractarios flexibles de fibra en cuanto a resistencia al fuego y transmisión de eficiencia y así poder aplicarlos al motor diésel ignífugo de locomotora. 
En teoría, las fibras refractarias tienen un buen rendimiento de permeabilidad del aire y un espacio interno complejo, por lo que pueden aportar un area de absorción. Primero, una estructura porosa irregular aumenta la zona de enfriamiento. La temperatura de la llama puede disminuir por debajo del punto de ignición y apagarse tras el intercambio de calor. Los pequeños poros de los materiales porosos, además, aumentan la probabilidad de absorción de radicales libres durante la reacción en cadena para evitar la combinación de radicales libres y gas pre-mezclado. Tras esto, la reacción en cadena se aminora e incluso se detiene.
El objetivo de la investigación era comprobar el rendimiento en cuanto a la resistencia al fuego y la transmisión de eficiencia de materiales no metálicos flexibles en motores diésel ignífugos de locomotoras que pueden sustituir a los supresores de llama metálicos tradicionales con una baja eficiencia de transmisión de gas. Basándose en el mecanismo de reacción en cadena, el gas mezclado fue quemado durante el experimento y se liberó el radical libre que se absorbe a través de los pequeños poros de los materiales flexibles de fibra y se apaga.
Tenemos muchos más artículos sobre innovación e ingeniería mecánica en el blog de ennomotive, no te los pierdas.
4. Producción de biodiesel a partir de aceite de cocina usando un reactor tubular ultrasónico
El objetivo de este estudio es encontrar una síntesis óptima de biodiesel a partir de aceite de cocina usado usando un reactor tubular ultrasónico. Los estudios experimentales exploraban las variaciones en:
- Tiempo de reacción
- La proporción molar aceite - metanol
- Cantidad de catalizador
- La frecuencia del ultrasónico
- La potencia ultrasónica de salida en los contenidos de éster.
Se investigaron comparaciones del tipo de ultrasónico y también el método de agitación mecánico basado en el tiempo de reacción.
Los resultados óptimos del proceso de biodiesel es el tiempo de reacción de 5 minutos, catalizador NaOH 1%wt de aceite, proporción molar aceite - metanol de 1:6, frecuencia ultrasónica de 20 KHz y potencia ultrasónica de salida de 650 W. El tiempo de reacción se redujo 12-24 veces comparándolo con el método y el rendimiento de los contenidos de éster que se obtuvo fue de 96.54%wt.
5. Separación de ondas acústicas
FloDesign Sonics, con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, ha desarrollado una de las innovaciones en ingeniería mecánica con tecnología única y efectiva patentada llamada Acoustic Wave Separation (AWS), que separa o limpia agua u otros líquidos de otros contaminantes. Las ondas acústicas son la clave de esta tecnología innovadora que separa sustancias extrañas como material radiactivo, hidrocarbonos, bacterias, aditivos químicos, sal, etc., prescindiendo del uso de químicos o filtros.
Su objetivo más inmediato es procesar 100.000 galones por día para la industria del gas y combustible. Esta misma tecnología podría usarse también para limpiar sangre durante una cirugía, para capturar proteínas de las células de los mamíferos, así como para diversos usos en terapias de genes y células. Esta tecnología rompedora tendrá innumerables usos posibles en el futuro. (https://www.nsf.gov/water).
6. Simulación híbrida de salidas de tormentas y viento provoca respuesta de estructuras
Los componentes estructurales de edificios, puentes y túneles se ven afectados normalmente por la acción de las salidas de viento y tormentas. La necesidad de controlar sus efectos en estructuras se han traducido en numerosas investigaciones en el campo de la ingeniería eólica. El estudio realizado por el profesor Giovanni Solari y su equipo ayudará a recoger diferentes datos como estructuras que serán así analizadas para producir resultados sólidos que puedan ser utilizados para entender otros efectos como los que resultan de la amortiguación aerodinámica.
Los autores investigaron con éxito la respuestas provocadas por el viento mediante un análisis modal y enfoques de dominio temporal. En el análisis de la simulación, no se tuvieron en cuenta algunos parámetros como la amortiguación aerodinámica y efectos aerodinámicos transitorios.
Los resultados obtenidos también ayudaron a obtener información de sobre el análisis clásico. Esto se hizo sobre ciclones sinópticos fijos. Se observó que las salidas de tormentas a menudo inducen una respuesta estructural importante si se compara con los ciclones sinópticos fijos. Sin embargo, tanto eventos sinópticos como las tormentas tienen respuestas cualitativas similares en lo que a respuesta dinámica y carga de viento en las estructuras se refiere. Las mismas similitudes para los dos casos se observan con los accesos aerodinámicos.
¿Te has quedado con ganas de más desafíos e innovaciones en ingeniería mecánica? No te pierdas los desafíos que ya ha resuelto la comunidad de ingenieros de ennomotive:
Nuevo sistema de limpieza de ventanas en edificios altos
La limpieza de las ventanas de los edificios altos es una tarea compleja. Para llevarla a cabo suelen contratarse a trabajadores de limpieza, ya que los dispositivos que hay en el mercado y que pueden hacer esta tarea automáticamente, todavía no son lo suficientemente buenos. En este desafío se buscaba un nuevo sistema de limpieza de las ventanas en edificios altos que fuera más seguro, eficiente y sofisticado que los actuales.
Evitar la acumulación de arena en vías ferroviarias en el desierto
El tren de alta velocidad se está volviendo más popular y se está expandiendo a muchos países, lo cual trae nuevos desafíos, como cruzar desiertos. El mayor desafío fue encontrar una forma de deshacerse de la arena que cubre las vías. Sin embargo, se encontró una solución innovadora para minimizar la deposición y mantener limpias de arena las vías del tren.
Rediseño de la instalación de vías de tranvía
En este desafío se aportó una solución creativa para reducir el ruido y mejorar la sustitución de los raíles del tranvía mediante el uso de nuevos materiales y procedimientos de instalación. Esto ayudó a acelerar la instalación de nuevos raíles de tranvía y a resolver los inconvenientes de los raíles empotrados tradicionales.
Diseño de una fábrica modular transportable para la producción de hormigón prefabricado
¿Alguna vez has oído hablar de fábricas temporales? La innovación abierta condujo a una mejor solución de construcción que puede acortar el tiempo y el costo de montaje y desmontaje, junto con el transporte de un lugar de trabajo a otro, lo que hace que las fábricas temporales sean más viables y flexibles.
Si te han interesado estos desafíos, echa un vistazo y participa en nuestros desafíos de ingeniería.