SMA-Based Muscle-Like Actuation in Biologically Inspired Robots: A State of the Art Review

New actuation technology in functional or "smart" materials has opened new horizons in robotics actuation systems. Materials such as piezo-electric fiber composites, electro-active polymers and shape memory alloys (SMA) are being investigated as promising alternatives to standard servomotor technology [52]. This paper focuses on the use of SMAs for building muscle-like actuators. SMAs are extremely cheap, easily available commercially and have the advantage of working at low voltages. The use of SMA provides a very interesting alternative to the mechanisms used by conventional actuators. SMAs allow to drastically reduce the size, weight and complexity of robotic systems. In fact, their large force-weight ratio, large life cycles, negligible volume, sensing capability and noise-free operation make possible the use of this technology for building a new class of actuation devices. Nonetheless, high power consumption and low bandwidth limit this technology for certain kind of applications. This presents a challenge that must be addressed from both materials and control perspectives in order to overcome these drawbacks. Here, the latter is tackled. It has been demonstrated that suitable control strategies and proper mechanical arrangements can dramatically improve on SMA performance, mostly in terms of actuation speed and limit cycles.

El guiado de ls tuneladoras de los túneles de Pajares

Se explica en este capítulo la metodología y sistemas de guiado empleados en la realización de los túneles de Alta Velocidad de la variante de Pajares, así como los trabajos geodésicos y topográficos, redes utilizadas, sistemas de observación, cálculo de las redes geodésicas, desplazamientos errores y cierres.

La representación de la información geográfica

Independientemente de sus implicaciones en las IDE, los mapas son y se han utilizado para presentar la información existente sobre la Tierra. No están exentos de errores ya que, debido a una mala redacción gráfica, pueden conducir a una mala legibilidad de la información o incluso a una idea equivocada de la realidad que muestran. Los mapas son modelos de la realidad y para eso se utilizan artificios como (a) las escalas, que obligan a reducir el tamaño y simplificar la información, (b) las proyecciones cartográficas que permiten representar la esfericidad de la Tierra sobre un plano, (c) las cartografías temáticas que representan aspectos concretos de la superficie de la Tierra (edafología, climatología, población, etc.) y (d) el lenguaje cartográfico con sus reglas de redacción, sintácticas, ortográficas y semánticas. Este último aspecto es clave para la producción de mapas que cumplan el objetivo de presentar adecuadamente la información geográfica, al que se dedica este capítulo. La redacción en base a sistemas de símbolos dispone de unas normas relacionadas con las capacidades perceptivas del sistema visual humano que no deben infringirse. El conocimiento de las variables gráficas que pueden aplicarse a la simbología (la forma, el color, el tamaño, etc.); las ventajas y dificultades que tienen cada una de esas variables para la percepción; su aplicación a los diferentes fenómenos, ya sean puntuales lineales o superficiales; la forma en la que se haya adquirido la información que los define (información cualitativa, ordenada o cuantitativa), permitirá garantizar que la información gráfica enviada al lector no sólo sea entendida sino que sea correctamente comprendida. Vulnerar el uso de las variables visuales, desconocer el funcionamiento de la percepción respecto a los estímulos visuales y no tener en cuenta el tipo de información que define a los fenómenos, crea errores como se muestra en el presente capítulo a través de unos ejemplos finales.

Una aplicación específica de las IDE: la información aeronáutica

El conjunto de actividades ligadas al transporte aéreo se ha convertido, a nivel global, en una importante fuente de recursos económicos, generación de empleo e incremento de la calidad de vida de los ciudadanos. Sin embargo, la situación crónica de saturación del espacio aéreo y de los propios aeropuertos limita enormemente el potencial crecimiento económico mundial basado en este sector estratégico del transporte. Como efecto colateral de esta saturación, se producen graves daños medioambientales debidos fundamentalmente, a la emisión directa a la atmósfera de mucha mayor cantidad de gases de efecto invernadero de la estrictamente necesaria. La solución al problema no es abordable exclusivamente a través de la construcción de nuevas infraestructuras aeroportuarias o la ampliación de las ya existentes. Los organismos mundiales relacionados con la aviación civil han diagnosticado que la forma anacrónica en la que actualmente se está gestionando la información aeronáutica (IA) impide que los proveedores de servicios de navegación aérea puedan tratar de forma eficiente y segura un mayor volumen de tránsito aéreo en el mismo espacio y lapso de tiempo. En definitiva, se advierte que la actual falta de eficiencia de la gestión de IA constriñe de forma notable el verdadero potencial del sistema aéreo mundial. Para solucionar este problema, se encuentra en marcha un ambicioso programa de trabajo que pretende mejorar la situación actual, dando respuesta a la necesidad de una interoperabilidad mundial desde un punto de vista análogo al que promueven las IDE en otros campos temáticos. Denominado genéricamente transición de AIS (Servicios de Información Aeronáutica) a AIM (Gestión de la Información Aeronáutica), este proceso está liderado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), encargada de su tutela y coordinación con los estados para evitar en lo posible evoluciones divergentes. Basada en la futura puesta en marcha de un modelo mundial de intercambio de datos aeronáuticos normalizados, el avance de esta iniciativa está obligando a los servicios AIS a replantearse la forma en la que, hasta el momento, publican y difunden el contenido de las denominadas Publicaciones de Información Aeronáutica (AIP). Todavía hoy (mediados de 2011), las AIS publican su cartografía en formato papel y estos mapas son de uso obligatorio en todos los vuelos de transporte de pasajeros que realicen las compañías aéreas. Aunque nada impide que los pilotos puedan llevar otra información adicional en instrumentos electrónicos propios (ordenadores portátiles, teléfonos, tabletas tipo iPad, y otros), el uso de los mapas en papel sigue siendo obligatorio. Esto arrastra algunas consecuencias relacionadas con su manejo (la cabina del piloto es muy pequeña), con la lectura de los mapas (hay cada vez más información en los mapas), con su actualización (hay que versionar constantemente los mapas para incorporar novedades con el gasto de impresión y distribución que supone) y con otros aspectos que pueden ser fácilmente mejorables por medio de las tecnologías emergentes, como por ejemplo el acceso ubicuo a la información espacial más actual. Entre los cambios que impulsará la iniciativa del cambio de AIS a AIM, está el que los mapas usados por los pilotos y otros técnicos de IA, dejarán de concebirse como productos terminales y cerrados para evolucionar hacia el conocido formato de datos distribuidos e interoperables que auspician las IDE, logrando con ello integrar la información, contenida en la definición de diferentes flujos de trabajo dentro del campo aeronáutico, de forma directa, transparente y eficiente.

Análisis estructural de cúpulas tabicadas: la cúpula interior de la Basílica de la Virgen de los Desamparados en Valencia

La Basílica de la Virgen de los Desamparados, construida entre 1652 y 1667, es el edificio valenciano más importante del siglo XVII (Bérchez 1995). Su elemento más notables es la gran cúpula oval que, en planta, aparece inscrita en un trapezoide. Esta disposición fue muy popular en el Barroco y tiene su origen en los proyectos de Vignola para Sant Andrea in Via Flaminia (1550) y Sant= Anna dei Palafraneri (1572), véase Lotz (1955). En España se construyeron varias cúpulas ovales hacia 1600 (Rodríguez G. de Ceballos 1983); la más grande es la del convento de las Recoletas Bernardas in Alcalá de Henares, 1617-1626, con ejes de 25 x 18 m, y una altura de 11 m (según levantamiento de Schubert 1908). Treinta y tres años tras su terminación, hacia 1700, se construyó una nueva cúpula interior, encajada dentro de la original, para servir de soporte a un enorme fresco del pintor Antonio Palomino en honor de la Virgen de los Desamparados. Esta cúpula es extraordinariamente delgada y presenta algunas disposiciones que la convierten en un caso de excepcional interés en la historia de las cúpulas de fábrica. La estructura y construcción de la Basílica de los Desamparados fue estudiada exhaustivamente en los años 1990 con vistas a elaborar posteriormente un proyecto de restauración. Los trabajos y el proyecto fueron dirigidos por el arquitecto Ignacio Bosch Reig. Algunos estudios fueron publicados en 1999 (Roig y Bosch 1999), y toda la información referente a los estudios y posterior restauración fue compilada y publicada en un libro (Bosch 2006). En este caso se dispone, por tanto, de una enorme cantidad de información sobre la estructura, construcción y forma del edificio. En lo que sigue trataremos sólo la construcción y comportamiento estructural de la doble cúpula de la Basílica.

El Plan Director de la Vega Baja: Río, vega y ciudad

La Vega Baja de Toledo había sido designada por el Plan General de Ordenación Urbana vigente para ser algo tan útil como el albergue de un populoso barrio de viviendas de protección oficial con su aparato dotacional. Con él se prolongaba la extensión urbana, desde su actual borde deshilachado y desigual hasta las tapias de la antigua Fábrica de Armas, un Conjunto Histórico convertido en Universidad. Con él y con un variado elenco de equipamientos y servicios cuyo detalle quedaba por determinar se pensaba rellenar el hueco que una serie de avatares históricos había ido dejando. Diversas circunstancias que han cobrado cuerpo bajo la forma de nuevas oportunidades han venido a modificar el guión escrito por el planeamiento años atrás, dando opción a que nuevos hechos urbanos puedan modelar ese trozo de ciudad. Son excepcionales los lugares como la Vega Baja y éstos están llamados a cumplir funciones de rango cívico superior, fundamentales para la evolución y el progreso de cualquier organismo ciudadano, aunque no siempre se dispone de tales recursos o se acierta en disponerlos para que alcancen sus metas, si es que éstas se consiguen expresar y definir suficientemente. El caso es que este conjunto de realidades y presencias que pueblan y componen la Vega Baja parecen dispuestas a prestar su voz y su discurso a una “obra” coral cuya armonización ha sido el objetivo principal de este Plan Director.

Prólogo - Manual de Economía y Gestión de Empresas en Ingeniería

En la medida que el conocimiento adecuado del concepto de empresa, marco institucional y jurídico de la empresa, organización y gestión de empresas, está integrado en las competencias de formación básica de las directrices de diversos planos de estudio de los distintos grados de ingeniería, se hace necesario que los estudiantes de ingeniería dispongan de manuales actualizados. Este manual pretende servir de guía de estudio para los estudiantes, que se aproximan por primera vez al mundo empresarial, especialmente, los estudiantes de ingeniería.

Prólogo de La construcción de las bóvedas en le Edad Media por R. Willis

Robert Willis publica en 1842 un artículo extraordinario sobre la Construcción de las bóvedas en la Edad Media. Hasta entonces, los anticuarios habían imaginado la geometría de las bóvedas en base a mediciones muy generales y al aspecto global. No era fácil medir una bóveda con precisión pues se necesitaban andamios. Sólo en las bóvedas más pequeñas, quizá se pudieron tomar algunas medidas con ayuda de una escalera. Pero hallar la curvatura de los nervios era una tarea dificil que, por otro lado, no parecía preocupar mucho a estos viajeros que visitaron centenares de edificios. Fue Willis el primero en afrontar el problema de forma directa. Su trabajo tenía un objetivo concreto: descubrir los métodos y reglas empleados por los constructores medievales a la hora de proyectar la forma general de las bóvedas (definida por los nervios), así como el corte de las piedras en los puntos más difíciles (el arranque, las claves). Por otra parte, no se trataba de un interés meramente arqueológico. Conocidas las reglas los arquitectos, señala Willis, podrían imitar (con conocimiento y criterio) y no simplemente copiar los edificios medievales.

Prólogo de Bóvedas: su construcción y empleo en la arquitectura por H. J. W. Thunnissen

H. J. W. Thunnissen (1890-1978) fue un arquitecto-ingeniero holandés que, desde los inicios de su carrera profesional en los años 1910-20 optó por una arquitectura abovedada. Hasta la Segunda Guerra mundial construyó bóvedas y realizó estudios sobre construcciones abovedadas históricas. Durante la guerra su negativa a colaborar con los nazis le obligó a un paro forzoso. Decide, entonces, publicar un libro sobre bóvedas, su gran pasión. Desde 1942 hasta su publicación en 1950 trabaja intensamente en su redacción y en el dibujo de las láminas. La mayor parte del libro está dedicada a la historia de las bóvedas, pero no es un libro de historia. Es un libro escrito por un arquitecto que cree firmemente que la construcción abovedada debe formar parte de la arquitectura. El estudio de los grandes monumentos del pasado, es el camino para alcanzar el verdadero objetivo que es la maestría en el arte de abovedar.