PRIMER VUELO SOLAR IMPULSE from amoralva on Vimeo.

Para lograr a súa meta, o proxecto conta con todo tipo de socios e patrocinadores. Solvay é un dos principais, canda Deutsche Bank e Omega. Involucrarase na innovación en materiais poliméricos e nas probas dos materiais. En palabras de Jacques van Rijckevorsel, Director Xeral Sector Plástico de Solvay:

“A asociación entre o noso grupo e Solar Impulse transmite a confianza que nós pomos no compromiso persoal, no espírito de empresa e na innovación tecnolóxica, como xeito de conseguir respostas ao desafío do desenvolvemento sostible. Doutra banda pomos en pé outro desafío, que nos leve aos confíns da tecnoloxía, confrontandonos cos mellores expertos do planeta en cada disciplina. Esta asociación asume para Solvay unha dimensión económica definida, porque constitúe un trampolín excelente para a promoción e o desenvolvemento de produtos, de servizos e de solucións que o grupo será en grao de proporcionar”

A lista de socios especializados, con menor participación no proxecto, mostra a variedade de aspectos a ter en conta no deseño e execución deste. Deíxovos unha selección de socios, para o extra curioso. Destacan os materiais relacionados coas baterías e as células solares, así como os imprescindibles materiais compostos usados no fuselaxe. Para lograr os seus obxectivos, Solar Impulse abriu a posibilidade de comprar/patrocinar unha das pequenas células solares que irán nas súas ás. Se vos interesa, podedes unirvos a través da web.

• Air Energy GmbH & Co KG: Baterías de litio e xestión de baterías, Alemaña
• Brühlmeier Modellbau AG: Fabricante de pezas en materiais compostos, Suíza
• Décision SA: Especialista en materiais compostos, Suíza
• EMPA: Probas de materiais, Suíza
• ETEL SA: Especialista en motores eléctricos, propulsión
• Herpa GmbH: Model Specialist, Alemaña
• Institut de microtechnique de l’Université de Neuchâtel: Experto fotovoltaico especialista en procesos de fabricación de células solares
• Lucerne University of applied Science and Arts: Study of Fluid/Structure interaction
• RUAG Aerospace: Aerodynamics and Structure testing
• Services Industriels de Genève: Especialista de probas de baterías, Suíza
• SKF : Tecnoloxía de rodamento, modelización analítica, tests virtuais, Suíza
• 3S Swiss Solar System AG: Solar Celles Strings Manufacturing, Suíza
• Vacuumschmelze GmbH: Fabricante de imáns permanentes, Alemaña

Unha das formas de buscar os materiais da mañá é pór a proba os límites do realizable e mover os obxectivos a un nivel superior. Para lograr isto, non hai nada mellor que buscar un proxecto imposible de levar a cabo coa tecnoloxía actual e pensar que dunha forma ou outra se chegará á solución. A vertixe que nos proporciona o descoñecido é un gran aliciente para encontrar novas solucións. Por iso, creo que o equipo de Solar Impulse escolleu moi ben seu tagline:

“Todo aquelo que é imposible queda por realizar”.- Jules Verne

Ligazóns de interese & Fontes:

Solar Impulse

Solvay

Solvay & Solar Impulse News

O primeiro exemplo é o proxecto Bamboosero Bikes, no que Craig Calfee axuda a comunidades en vías de desenvolvemento a producir bicicletas de bambú, que son vendidas arredor do mundo. A facilidade para obter a materia prima, traballala e obter unhas bicicletas sustentables é innegable. Este proxecto está asentado agora mesmo en Ghana, pero buscan axuda económica para exportar a idea a outros países. Deíxovos un vídeo explicativo (en inglés, sorries).

Renovo Hardwood Bikes, en Estados Unidos, constrúe cadros con madeira oca e bicicletas con bambú, esta vez laminado. Aínda que quizais non sexan tan interesantes como proxecto de desenvolvemento sostible como as Bamboosero, as bicicletas de Renovo Hardwood Bikes son espectacularmente bonitas. Esta en particular é a Renovo Pandurance Road, feita en bambú laminado e pertencente á serie Panda Bicycle. A diferenza da bamboosero, estas bicicletas non teñen un cadro oco, se non que varias láminas de bambú son unidas entre si mediante resina epoxy. Algo parecido ás táboas dos monopatines, pero con bambú en vez de madeira de pradairo.

A Renovo R4 está feita con madeira, unindo dúas pezas de madeira por medio de presión e resina epoxy, conseguindo así diminuír o peso total, xa que o interior é oco. Encantaríame poder probar unha bicicleta feita con algúns destes materiais, renovables, sostibles e, agora si, esteticamente perfectos.

Mentres buscaba información xeral sobre as bicicletas, encontreime esta grande imaxe en wikipedia. Grazas a ela non teño que explicarvos as diferentes partes da bicicleta moderna. Se queredes ver máis imaxes de bicicletas, podedes seguir esta ligazón de wikimedia commons

Fonte: wikipedia

materiais

Hai moitas opcións abertas para os deseñadores e fabricantes de bicicletas. James Thomas, autor de Bicycle design dinos a súa opinión sobre os materiais utilizados na actualidade:

Como nos explica James, os criterios para escoller un material son tanto seu o prezo como o tipo de uso que se lle vai a dar á bicicleta (transporte urbano, montaña, velocidade, saltos, etc). Para decidir o material usado no cadro da bicicleta ten que terse en conta que a densidade debe ser razoablemente baixa, para que non resulte moi pesada. O cadro é o soporte estrutural da bicicleta, así que o material co que se constrúe debe ser forte e resistir unha vida dura. O material máis usado é o aceiro, sobre o que nos dá máis detalles Peter Gale, deseñador industrial en EM:

o aceiro tubular ao carbono de toda a vida, soldado e bañado. As partes de aceiro que non foron bañadas son de inoxidable 304, porque pode soldarse, ou 410 para troqueladas. Outros aceiros úsanse na cadea, os freos e os rodamentos. O corpo da bicicleta faise mediante extrusión, cúrtase, sóldase, somérxese, limpa, pinta e cociña. - Peter Gale, enxeñeiro de proxectos de EM

Outros metais utilizados na construción do marco son o aluminio ou o titanio, aínda que este é máis caro. Os composites de varios tipos tamén foron explorados, xa que con eles pode obterse lixeireza e rixidez. O seu uso é limitado e xeralmente caro. Algúns dos que xa foron utilizados son os de matriz cerámica, que tamén se usan en aviación, con fibra de carbono e incluso combinando fibras de carbono con fibras de liño.

A bicicleta que eu considero máis renovable é a de bambú, que xa mentei anteriormente. O proxecto Bamboobike pretende avaliar a viabilidade de utilizar bicicletas de bambú como forma de transporte de mercadorías en África. Se credes que non é posible, volvede a pensar por que un dos primeiros vehículos de dúas rodas, a Dandy Horse (1820), estaba feita de madeira de cerdeira e de coníferas. O bambú é forte, pero tamén lixeiro xa que é oco.

dandy horse. Source: wikipedia. Author: Gun Powder Ma

novas tecnoloxías

Hai tantas cousas interesantes acerca das bicicletas, que tiña que escribir este artigo. Pásame o mesmo con outros obxectos sobre os que quixese escribir, como avións, barcos ou coches conceptuais, pero teño que ir un a un. Os materiais que mencionei ata agora son grandes exemplos de como poden os materiais substituírse entre si nun mesmo produto. Pero as bicicletas poden inspirarnos polas tecnoloxías usadas nelas, incluso sen ter en conta o material usado. Por exemplo, Velorution, un blogue británico adicado ao ciclismo, destaca a importancia dos marcos dunha soa peza. James Thomas xa comentaba a importancia dos novos métodos de procesamento, como o moldeado con auga, á hora de mellorar o rendimento. Jody Wilson, Acudyn Inc, escolle os seguintes sistemas como os máis interesantes:

• freos hidráulicos
• sistemas eléctricos
• amortiguadores, freos e rodas rexenerativos
• rodamentos magnéticos
• amortiguadores magnéticos (para axustar eléctricamente)
• cambio de marchas electrónico ou automático
• Rodas de eixo conducido (no canto de con cadea)

Austin Brown, con quen tiven un interesante intercambio de ideas antes de facer esta entrada, engadiu isto ao tema das novas tendencias en bicicletas (Austin, sinto non poder incluír nada sobre a decoración das bicicletas, pero quédome coa idea):

As rodas sen buxes, as transmisións continuas variables ou automáticas e as bicicletas eléctricas son bastante intrigantes. Tamén había un vehículo de tres rodas no mercado (xa sei que non é unha bicicleta) pero o sistema de propulsión funcionaba se o que o levaba daba patadas, algo así coma se estivese patinando sobre xeo. Tamén vin recentemente unha entrada sobre unha bicicleta en Xapón que se autoequilibra.

ligazón:
bicicleta pregable

bicicleta autoequilibrada

Bicicleta urbana cúbica

proxectos innovadores

Tag Wheels e DuPont

A maioría das rodas teñen neumáticos feitos de goma, coa llanta de aceiro chapado. TAG Wheels (TAG ven das siglas en inglés: Xeometría técnicamente avanzada) fabrica rodas dunha peza con composites. E cando digo unha peza, dígoo de verdade, porque non foron cortadas e pegadas. Para fabricaras utilizouse un método chamado Moldeado de núcleo perdido. A súa fabricación empeza dandolle forma a un molde dun metal cun punto de fusión baixo. A este molde engádeselle por riba outro cun composite de matriz de termoplástico. O primeiro molde, ou núcleo, derrétese e desbótase, deixando a roda composite oca. Esta tecnoloxía permítelle a TAG Wheels deseñar xeometrías complexas, con diferentes espesores ao longo da roda.

TAG Wheels utiliza Zytel 8018, de DuPont, para moldear as súas rodas FRX5. Zytel 8018 é nailon reforzado con 14% de fibra de vidro e ten unha excelente resistencia ao impacto. DuPont comercializa infinidade de materiais, pero sen dúbida o nilon (ou poliamidas) é unha das partes máis importantes. Podedes ver máis aplicacións de DuPont en equipo deportivo neste artigo de Omnexus (pode que necesitedes rexistrarvos).

Se queredes ver o resistentes que son estas rodas, ollade este vídeo que encontrei en YouTube (hai máis, só tedes que buscar Tag Wheels). Eu non son unha experta, pero para min que un golpe deste estilo dobraría a llanta de calquera roda normal:

Bicicleta de liño de Museeuw

Si, bicicleta de liño. Quizais vos sorprenda, pero o liño, ou máis ben a súa fibra, utilízase como reforzo en plásticos. Johan Museeuw, gañador de 11 copas do mundo de ciclismo, fundou unha compañía que se chama Museeuw Bike. Colabora con IPA Composites Belgium (deseño) e Billato Linea Telai (fabricación) na produción dunhas bicicletas bastantes especiais. O material usado no marco é unha combinación de fibras de carbono e de liño. Canto máis longas sexan as fibras de liño, maior resistencia terá o composite resultante. Se queredes ler como foi unha proba en estrada das bicicletas Museeuw, seguide esta ligazón (EN).

A produción de liño en Europa minguou terriblemente, debido en boa parte a que a maior parte dos nosos artigos téxtiles son fabricados en Asia. É por iso que o uso de fibras de liño en composites podería supor unha gran oportunidade para devolverlle algo de valor a este minguante mercado. Na actualidade o seu uso é moi común en coches, por exemplo nos paneis das portas. As fibras de liño utilízanse nunha estrutura sandwich, que se fai por termoformado. Para que vos fagades unha idea, o liño sería o xamón e o pan sería PP. Grazas á introdución de fibras de liño nos paneis das portas, están romperían como o cristal dun coche en vez de formar arestas perigosas e cortantes. E é máis barato tamén. Outras vantaxes de utilizar fibra de liño son:

• non supoñen ningún risco para a saúde. A fibra de vidro require condicións especiais para o seu manexo.
• recurso sustentable, renovable e natural
• xa existe o coñecemento necesario para procesar a fibra

Conclusión

A conclusión evidente de hoxe é que teño que andar máis en bici – e probablemente tamén vós. Pero non esquezamos tampouco os materiais tan variados e sorprendentes cos que se fabrican obxectos tan cotiás como as bicicletas.

bicicleta de bambú

Sorteábaa Garsan, istribuidor de calefactores e vaporizadores. Eu non tiven ocasión de falar con alguén de Garsan, así que quedei coa dúbida de se a bicicleta estaba relacionada dalgunha maneira coa empresa ou se simplemente lles pareceu unha boa idea para chamar a atención. Un proxecto levado a cabo pola Universidade de Columbia estuda a posibilidade de usar bicis de bambú en África como medio de transporte. Como non podía ser doutra forma o proxecto chámase Bamboo Bike Project. Se alguén sabe se existe relación entre a bici de Garsan e este proxecto, que nolo conte, por favor.

Pero o vehículo estrella no mundo dos materiais e que se pode todavía ver en Expoquimia é o eXasis, de Bayer MaterialScience. Deseñado por Frank Rinderknecht, o eXasis so pesa 750 kg e esta fabricado con policarbonato Makrolon. Este peso pluma ten 150 CV, 210 km de velocidade máxima e ponse de 0 a 100 en 4,8 segundos. Por se isto non voos move, direivos que produce 20 gr de dióxido de carbono por quilómetro, unhas 10 veces menos ca un coche normal. Iso si, é amarelo.

eXasis - Bayer MaterialScience

eXasis – Bayer MaterialScience

Que é?

A pesar do gran revuelo que está a causar o traxe, o LZR Racer é o último traxe dunha serie que comezou nos xogos de Barcelona de 1992, co S200. Na táboa de abaixo poderedes ver que Speedo lanzou un modelo por Olimpíada desde 1992:

Tódolos traxes evolucionaron co obxecto de reducir a resistencia ao avance. As características do LZR Racer son as seguintes:

• LZR Pulse: Esta é unha das claves do traxe: o seu tecido. Speedo son bastante reservados no referente aos detalles, pero quén os pode culpar. O que si sabemos é que o tecido é nylon e spandex. Neste modelo a flexibilidade do tecido mellorou, facendo o traxe máis cómodo.
• LZR Panels: Uns delgados paneis aloxados en certos puntos do traxe para conseguir unha forma máis aerodinámica. Atopei un artigo bastante interesante en Design News (en inglés) no que se explica que os paneis están feitos dunha “nova membrana de poliuretano que repele a auga e reduce a resistencia ao avance “. É un material multicapa, é dicir, varias capas de poliuretano lamínanse para formar un panel.
• Unións reforzadas: Speedo comezou limitando o número de costuras ou unións necesarias ao reducir o número de pezas, pasando de 30 a 3. Os modelos anteriores tiñan puntadas unindo as partes, con arredor de 22 puntadas por polgada (unhas 8,6 por cm). Este elevado número de polgadas dáballe resistencia á costura. As 3 pezas do LZR Racer, que son tridimensionais, foron unidas por soldaduras ultrasónicas, obtendose unha superficie máis lisa que coas puntadas. Este tipo de soldadura xa foi usado noutro equipo deportivo, pero tivo que ser posto a punto para esta aplicación.
• Estabilizadores de núcleo: Actúan coma un corset de apoio, axudando aos nadadores a manter unha posición correcta.

Cómo foi deseñado?

Un dos aspectos principais do deseño é coñecer ben o produto e o seu usuario. Hoxe en día hai moitas ferramentas que que permiten unha retroalimentación por parte do usuario cara aos deseñadores. Encantaríame escribir unha entrada sobre cómo os servizos da web 2.0 están mellorando a comunicación, grazas a ferramentas como as redes, os blogues e as wikis. Speedo está familiarizado con este deseño e parece formar unha simbiose cos seus nadadores. Speedo considera a súa participación como un factor crítico no deseño do traxe, pero ao mesmo tempo os nadadores convértense en anuncios vivos da marca.

O departamento de desenvolvmento de Speedo, Aqualab, colaborou con varias instituciones e laboratorios para deseñar o traxe:

• NASA: Utilizáronse túneis de vento para probar a resistencia da superficie de 60 texidos para escoller o LZR Pulse.
• Universidade de Otago, Nova Zelandia: A resistencia pasiva foi medida en tests de corrente.
• Australia Institute of Sport: Tests de rendemento, é decir, probas con nadadores.
• ANSYS: Simulaciones de ordenador sobre a dinámica de fluidos, utilizadas para analizar a fricción, a presión e o fluxo de fluído. Nesta ligazón atoparedes un artigo de como Fluent, agora pertencente a ANSYS, desenvolveu modelos anteriores.

Os aspectos máis importantes á hora de deseñar o traxe foron a aerodinámica, a fricción e a usabilidade. O material foi seleccionado de entre 60 candidatos, o cal fai que os deseñadores de Speedo sexan probablemente uns expertos en materiais a estas alturas. Hai que lembrar que Speedo foi a primeira compañía en utilizar nylon e elástano para facer traxes de baño. É unha pena que non compartan os seus resultados sobre tecidos para que outras aplicacións poidan beneficiarse de tantas probas.

Conclusión

Non sei vós, pero para min o deseño deste traxe de baño soa moi parecido ao plan dun coche, un barco ou un avión. O resultado é obvio, o traxe si dá unha vantaxe ao nadador. É isto xusto ou deportivo? Que cada un decida, pero eu creo que entrenar e competir cun destes traxes non é igual que sen el. Outro aspecto a considerar é se realmente cremos que este é o mellor uso que se lle pode dar a tanta investigación, creatividade e coñecemento. Tamén creo que hai certas nacións que participan nas Olimpíadas que non se poden permitir os prezos destes traxes.

Se non acabades de ver o interese, pensade en skies, táboas de surf, velas de windsurf ou snowboards. Sen esquecer o importante equipo de protección, como cascos, xeonlleiras, protectores de cóbado, etc. O mercado é amplo, está medrando e de alto valor engadido. Un bo lugar para experimentar materiais e xulgar o seu rendemento.

O produto

Supoño que non haberá moitos expertos en materiais que a un tempo saiban algo do fascinante mundo do skate, así que empezarei por unha rápida introdución. As partes principais dun skate son a táboa, as rodas, os rodamentos e os eixos, ilustrados no seguinte gráfico. Quero agradecer a foto a BD skateshop, unha tenda de Zamora que vende skates con ou sen marca.

As características claves do skateboard son:

• Maniobrabilidade
• Equilibrio
• Velocidade

Canto máis longa sexa a táboa menos control e máis velocidade. Canto máis ancha, maior control e menor maniobrabilidad ou capacidade de xiro. As súas dimensións varian entre 19 e 21 cm de largo e 83-89 de longo. O largo das rodas varias habitualmente entre 50 e 60 mm. Existen rodas moito máis grandes, de ata 100 mm de largura, que se usan para rodaxes ou para adquirir moita velocidade.

Aínda que para os non epertos todos os skateboards poden parecer igual, os usuarios adoitan ter unhas preferencias moi marcadas no referente a dimensións e forma da táboa. Que skateboard escolle un usuario depende tamén de como vaia a practicar o deporte: pola cidade, en parques especializados, realizando tricks ou simplemente como un medio de transporte barato e non contaminante.

Os Materiais

A táboa está feita xeralmente de madeira de pradairo laminada. A maioría das táboas teñen 7 capas de madeira, unidas entre si por resina epoxy. Pódense usar plásticos reforzados con fibra de vidro ou carbón, aluminio ou outros materiais que alixeiren a táboa, pero o seu uso é escaso. As rodas están feitas de poliuretano. As rodas máis grandes, de ata 100 mm de largura, adoitan estar feitas de dúas capas, cun interior de maior dureza que o poliuretano, pero aínda non conseguín averiguar de que material. Podedes ver un vídeo de como se fai un monopatín eiquí:Rekiem skateboard how to make a board from jeremy hugues on Vimeo.

O eixo ou truck une as rodas coa táboa e adoita estar fabricado cunha aliaxe de aluminio. Os rodamentos, que unen as rodas co eixo, adoitan estar feitos de aceiro, pero tamén se encontran en nitruro de silicio, una cerámica avanzada.

Proxectos Innovadores

A pesares de ser un deporte urbano, o skateboard acolle un movemento ecoloxista no seu seo e por esta razón xurdiron varios fabricantes que intentan transformar os seus produtos para que sexan máis respectuosos co medio ambiente. Na táboa podemos ver algúns exemplos, que explicarei en máis detalle.

Son particularmente interesantes os casos de Comet e Let’s EVO, xa que ambos os dous teñen proxectos desenvoltos con empresas especializadas en novos materiais, máis respectuosos co medio ambiente. Let’s EVO é unha aventura brasileira levada a cabo por Evo Skateboards en colaboración con Fibra Design Sustentável.

Trátase dunha plataforma aberta para desenvolver un skateboard con materiais sostibles e que desenvolve o deseño a través da colaboración na internet. Calquera pode axudar, xa sexa mandando as súas dimensións favoritas para a táboa ou enviando a arte para pintala. A plataforma escollida para desenvolver este proxecto é un blogue, que recomendo a todos aqueles que entendan un pouco de portugués. Esta forma colectiva de culminar un proxecto axuda á involucración de axentes externos á compañía, xerando maior interese.

No referente aos materiais, son proporcionados por Fibra Design Sustentável, que conta con estes tres materiais (perdoádeme os posibles erros na tradución, calquera suxestión é benvida):

• Conglomerado de pupunha ou chontaduro, feito cos desfeitos do cultivo de palmito
• Bananaplac, a partires de defeitos de bananeiras
• Laminado de bambú orgánico

Comet Skateboards nace para dedicarse exclusivamente á produción de skateboards sostibles. Do mesmo xeito que Let’s EVO, están apoiados por unha compañía especializada en materiais, e2e Materials. As táboas seguena ser  laminadas, de 7 capas, pero no canto de utlizar unicamente a tradicional madeira de pradairo e os adhesivos derivados do petróleo, Comet substitúe algunhas das capas por innovadores materiais. En particular, a capa central, que lle dá resistencia e flexibilidade, cómpónse de bambú. As dúas capas que rodean a central compóñense dun tecido triaxial de cañamo, co que eles chaman “soy linking resin” e que imaxino será poliuretano procedente de soia. Se a miña explicación non volo aclara moi ben, seguide esta ligazón para ver os produtos de Comet.

Conclusión

O skate é só un exemplo dos moitos deportes urbanos ou extremos que se desenvolveron en parte grazas a novos materiais que facilitan e democratizan a súa práctica. Os mercados relacionados co lecer soportan moi ben os prezos máis elevados, dando a oportunidade de desenvolver novos produtos e innovar. A alta esixencia mecánica do skateboard convérteo nun laboratorio de ensaio perfecto para novos materiais, así que animo aos produtores de materiais a que se interesen por este produto e melloralo, algo que sen dúbida os skaters agradecerían.