Mecatrónica: se vienen los autos inteligentes
No hace mucho, la gente creía que las innovaciones electrónicas en un auto eran espectaculares, pero menos seguras que los sistemas mecánicos tradicionales. Hoy, por el contrario, la mecatrónica comienza a ser aceptada como algo normal.
Para mejorar casi todo, desde el aprovechamiento de combustible hasta el rinde
total de una máquina, los investigadores en materia automotriz se han vuelto
hacia la "mecatrónica". El término, acuñado hace
años por el cine y las series de anticipación -los coches del agente
007 ya en los 60, el "auto fantástico" en los 80, el Viper en
los 90–, alude a la integración entre sistemas mecánicos convencionales
y sistemas informáticos.
Por ejemplo, en cuanto a frenos, en poco menos de una década los cilindros
hidráulicos serán reemplazados por mecanismos electromecánicos,
habrá cables de fibra óptica en vez de fluidos y un software "mediará"
entre el conductor y la acción misma de frenar.
Como muchas vidas dependerán de los futuros sistemas mecatrónicos,
Rolf Isermann -ingeniero de laboratorio en la Universidad Tecnológica de
Darmstadt, Alemania- sólo usa programas cuyos errores sean fáciles
de identificar y corregir en tiempo real. En otras palabras, "el coche del
futuro debe operar impecablemente. Tenemos una palabra, gründlich -explica-
que significa justo eso" (en castellano, "al pie de la letra").
Siguiendo con los frenos, el equipo de Isermann está desarrollando software
capaz de captar datos vía tres sensores. Uno detecta el flujo de electricidad
hacia el mecanismo actuante, otro rastrea la posición y el tercero mide
su presión. El sistema analiza constantemente esos números en busca
de defectos o desajustes (por ejemplo, picos de fricción) y, si detecta
algo, su tablero emite luces de advertencia. De esa forma, el conductor puede
hacer revisar los frenos antes de que realmente fallen.
Revolución en marcha
"Al principio, nadie creía que los dispositivos electrónicos
fuesen muy seguros. Ahora -señala Karl Hedrick, ingeniero mecánico
que trabaja para la universidad de California, Berkeley-, la gente empieza a
comprobar que, por el contrario, son más fiables que los componentes
convencionales". Uno de los factores claves es "la posibilidad de
incorporar funciones de diagnóstico continuo y límites de tolerancia
para fallas. Sin duda, el equipo de Isermann está a la vanguardia de
la "revolución mecatrónica".
El grupo también ensaya métodos para que los motores funcionen
con mayor limpieza. Así, ha desarrollado software para detectar defectos
de combustión capaces de dañar conversores catalíticos
y generar contaminación del aire. Dado que no sería práctico
instalar sensores en las cámaras de combustión, Isermann recurre
a sensores que determinan los niveles de oxígeno en el escape y monitorean
el cigüeñal (mecanismo que transmite el impulso del motor a las
ruedas). Ciertas fluctuaciones mínimas en la velocidad del cigüeñal,
en efecto, denotan fallas de combustión o escape que, al ser localizadas,
advierten al conductor. En el futuro, estos problemas podrán subsanarse
automáticamente.
Acuerdos específicos con firmas automotrices -DaimlerChrysler, Continental
Teves- permite acoplar las investigaciones del equipo Isermann y la incorporación
de las nuevas tecnologías a vehículos reales. Según el
ingeniero,"80 a 90% de las innovaciones en motores y coches se deben actualmente
a electrónica y mecatrónica".
Por cierto, hasta no hace mucho los únicos sistemas mecatrónicos
en operaciones se limitaban a aeronaves, grandes equipos industriales o minicomponentes
de precisión para cámaras y fotocopiadores. Pero las recientes
aplicaciones en autos y camiones están fomentando la multiplicación
de grupos y equipos dedicados al tema. Esta tendencia se acentúa debido
al descenso de precios para microprocesadores y sensores, normas más
restrictivas en materia de emisiones de vehículos (Unión Europea,
varios estados norteamericanos) y el interés de las automotrices en aumentar
la comodidad y ofrecer opcionales.
Naturalmente, el segmento por hoy demandante de mecatrónica radica en
coches de lujo. Así, los nuevos modelos de BMW, Mercedes, Alfa Romeo
o Ferrari contienen más de setenta microprocesadores que controlan, a
su vez, más de 120 minimotores. Pero "la mecatrónica avanzará
pronto sobre el mercado genérico", afirma Lino Guzzella, codirector
de la entidad suiza dedicada a la tecnología de mensura y control.
Para mejorar casi todo, desde el aprovechamiento de combustible hasta el rinde
total de una máquina, los investigadores en materia automotriz se han vuelto
hacia la "mecatrónica". El término, acuñado hace
años por el cine y las series de anticipación -los coches del agente
007 ya en los 60, el "auto fantástico" en los 80, el Viper en
los 90–, alude a la integración entre sistemas mecánicos convencionales
y sistemas informáticos.
Por ejemplo, en cuanto a frenos, en poco menos de una década los cilindros
hidráulicos serán reemplazados por mecanismos electromecánicos,
habrá cables de fibra óptica en vez de fluidos y un software "mediará"
entre el conductor y la acción misma de frenar.
Como muchas vidas dependerán de los futuros sistemas mecatrónicos,
Rolf Isermann -ingeniero de laboratorio en la Universidad Tecnológica de
Darmstadt, Alemania- sólo usa programas cuyos errores sean fáciles
de identificar y corregir en tiempo real. En otras palabras, "el coche del
futuro debe operar impecablemente. Tenemos una palabra, gründlich -explica-
que significa justo eso" (en castellano, "al pie de la letra").
Siguiendo con los frenos, el equipo de Isermann está desarrollando software
capaz de captar datos vía tres sensores. Uno detecta el flujo de electricidad
hacia el mecanismo actuante, otro rastrea la posición y el tercero mide
su presión. El sistema analiza constantemente esos números en busca
de defectos o desajustes (por ejemplo, picos de fricción) y, si detecta
algo, su tablero emite luces de advertencia. De esa forma, el conductor puede
hacer revisar los frenos antes de que realmente fallen.
Revolución en marcha
"Al principio, nadie creía que los dispositivos electrónicos
fuesen muy seguros. Ahora -señala Karl Hedrick, ingeniero mecánico
que trabaja para la universidad de California, Berkeley-, la gente empieza a
comprobar que, por el contrario, son más fiables que los componentes
convencionales". Uno de los factores claves es "la posibilidad de
incorporar funciones de diagnóstico continuo y límites de tolerancia
para fallas. Sin duda, el equipo de Isermann está a la vanguardia de
la "revolución mecatrónica".
El grupo también ensaya métodos para que los motores funcionen
con mayor limpieza. Así, ha desarrollado software para detectar defectos
de combustión capaces de dañar conversores catalíticos
y generar contaminación del aire. Dado que no sería práctico
instalar sensores en las cámaras de combustión, Isermann recurre
a sensores que determinan los niveles de oxígeno en el escape y monitorean
el cigüeñal (mecanismo que transmite el impulso del motor a las
ruedas). Ciertas fluctuaciones mínimas en la velocidad del cigüeñal,
en efecto, denotan fallas de combustión o escape que, al ser localizadas,
advierten al conductor. En el futuro, estos problemas podrán subsanarse
automáticamente.
Acuerdos específicos con firmas automotrices -DaimlerChrysler, Continental
Teves- permite acoplar las investigaciones del equipo Isermann y la incorporación
de las nuevas tecnologías a vehículos reales. Según el
ingeniero,"80 a 90% de las innovaciones en motores y coches se deben actualmente
a electrónica y mecatrónica".
Por cierto, hasta no hace mucho los únicos sistemas mecatrónicos
en operaciones se limitaban a aeronaves, grandes equipos industriales o minicomponentes
de precisión para cámaras y fotocopiadores. Pero las recientes
aplicaciones en autos y camiones están fomentando la multiplicación
de grupos y equipos dedicados al tema. Esta tendencia se acentúa debido
al descenso de precios para microprocesadores y sensores, normas más
restrictivas en materia de emisiones de vehículos (Unión Europea,
varios estados norteamericanos) y el interés de las automotrices en aumentar
la comodidad y ofrecer opcionales.
Naturalmente, el segmento por hoy demandante de mecatrónica radica en
coches de lujo. Así, los nuevos modelos de BMW, Mercedes, Alfa Romeo
o Ferrari contienen más de setenta microprocesadores que controlan, a
su vez, más de 120 minimotores. Pero "la mecatrónica avanzará
pronto sobre el mercado genérico", afirma Lino Guzzella, codirector
de la entidad suiza dedicada a la tecnología de mensura y control.
