Lección 18: Automatización
Definición:
Automatización[1].
1. f. Acción y efecto de automatizar, automatizar.
1. tr. Convertir ciertos movimientos corporales en movimientos automáticos o indeliberados.
2. tr. Aplicar la automática a un proceso, a un dispositivo, etc. autómata.
(Del lat. automăta, t. f. de -tus).
1. m. Instrumento o aparato que encierra dentro de sí el mecanismo que le imprime determinados movimientos.
2. m. Máquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado.
3. m. coloq. Persona estúpida o excesivamente débil, que se deja dirigir por otra.
AUTOMATIZACIÓN [2]
Con el nacimiento de la Revolución Industrial, muchas fábricas tuvieron gran aceptación por la automatización de procesos repetitivos en la línea de ensamblaje. La automatización consiste, principalmente, en diseñar sistemas capaces de ejecutar tareas repetitivas hechas por los hombres, y capaces de controlas operaciones sin la ayuda de un operador humano. El término automatización también se utiliza para describir a los sistemas programables que pueden operar independientemente del control humano. La mayoría de las industrias has sido automatizadas o utilizan tecnología para automatizar algunas labores; en la industria de la telefonía, marcación, transmisión y facturación esta completamente automatizados. Los ferrocarriles son controlados por herramientas automáticas de señalización, las cuales cuentan con sensores capaces de detectar el cruce de carros en un punto en especial, esto significa que se puede tener vigilado el movimiento y localización de vagones de tren.
Pero no todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura es una industria difícil de automatizar, y con esto se ha vuelto más mecanizada, esencialmente en el procesamiento y empaque de comida. De manera similar, los doctores pueden dar consulta asistiéndose en una computadora, pero finalmente el doctor, y no la computadora, termina por dar el diagnóstico final al paciente.
Las industrias del aceite y la química en especial, han desarrollado métodos de flujo continuo de producción, a causa de la naturaleza de los materiales utilizados; en la industria de la refinería, aceite crudo penetra en un punto y fluye continuamente a través de pipas, destilación, y herramientas de reacción para ser procesadas en productos como la gasolina o el aceite. Un arreglo de herramientas de control automático manejado por un microprocesador y coordinado por una computadora central se utiliza para el control de válvulas, termostatos, o cualquier otro equipo que requiera ser regulado por las ocurrencias de flujo o reacción.
Los robots comenzaron a aparecer en este proceso de automatización industrial hasta la aparición de las computadoras en los 40’s. Estos robots computarizados, están equipados con pequeños microprocesadores capaces de procesar la información que le proveen los sensores externos y así es como el robot puede tomar cambiar o mantener una operación en ejecución, a esto se le llama retroalimentación, y forma parte de la Cibernética. La retroalimentación es esencial en cualquier mecanismo de control automático, ya que ayuda a controlar los factores externos que le afecten en la correcta ejecución de sus operaciones normales.
ANTECEDENTES[3]
Antiguamente, se creaban artefactos capaces de realizar tareas diarias y comunes para los hombres, o bien, para facilitarles las labores cotidianas; se daban cuenta de que había tareas repetitivas que se podían igualar con un complejo sistema, y es así como se comienza a crear máquinas capaces de repetir las mismas labores que el hombre realizaba, y como ejemplo de estas máquinas podemos citar las siguientes:
· La rueda como medio de transporte o como herramienta, por ejemplo, para un alfarero.
· El engrane.
· La catapulta como arma de combate.
· El molino, ya sea para obtener agua de las entrañas de la tierra, o como moledor de granos.
Historia de los autómatas.
Desde hace cientos de años antes de Cristo, se comenzaron a crear autómatas, antecesores de los autómatas actuales; en seguida se muestra una lista de autómatas creados, y que se tienen como referencia para tomarlos como antecesores.
Solamente por citar algunos de estos inventos, se mencionan los siguientes:
- En 1500 a. C., Amenhotep, hermano de Hapu, construye una estatua de Memon, el rey de Etiopía, que emite sonidos cuando la iluminan los rayos del sol al amanecer.
- En el 500 a. C., King-su Tse, en China, inventa una urraca voladora de madera y bambú y un caballo de madera que saltaba.
- Entre el 400 y 397 a. C., Archytar de Tarento construye un pichón de madera suspendido de un pivote, el cual rotaba con un surtidor de agua o vapor, simulando el cuelo. Archytar es el inventor del tornillo y la polea.
- Entre el 300 y 270 a. C., Cresibio inventa una clepsidra (reloj de agua) y un órgano que funciona con agua.
- Entre el 220 y 200 a. C., Filon de Bizancio inventó un autómata acuático y la catapulta repetitiva.
- En el año 206 a. C., fué encontrado el tesoro de Chin Shih Hueng Ti consistente en una orquesta mecánica de muñecos, encontrada por el primer emperador Han.
- En el año 62 d. C., Hero de Alejandría hace un tratado de autómatas, un famoso registro de aplicaciones de la ciencia que pueden ser demostrados por medio de un autómata, así como su teatro automático en el cual, las figuras que se encuentran montadas en una caja, cambian de posición ante los ojos de los espectadores: pájaros cantores, trompetas que suenan, medidores de la fuerza del vapor, animales que beben, termoscopios, sifones y máquinas que operaban con monedas.
- Año 335 d. C., Hsieh Fec construye un carro con cuatro ruedas con la figura de Buda, hecha de madera de sándalo.
- En el año 700 d. C., Huang Kun construyó barcos con figuras de animales, cantantes, músicos y danzarines que se movían.
- En el 770 d. C., Yang Wu-Lien construye un mono que extiende sus manos y dice "¡Limosna! ¡Limosna!", guardando su recaudación en una bolsa cuando alcanza un peso determinado.
- El príncipe Kaya, hijo del Emperador Kannu, construye en el año 840 una muñeca que derrama agua.
- En el 890, Han Chih Ho hace un gato de madera que caza ratas, y moscas tigre que bailan.
- El sabio príncipe hindú Bhoja, escribe, en el año 1050, el Samarangana- Sutradhara, que incluye comentarios sobre la construcción de máquinas o yantras.
- Alberto Magno (1204 - 1272) crea un sirviente mecánico.
- Roger Bacon (1214 - 1294) construye, después de 7 años, una cabeza que habla.
- En el año 1235, Villard d’Honnecourt hace un libro de esbozos que incluyen secciones de dispositivos mecánicos, como un ángel autómata, e indicaciones para la construcción de figuras humanas y animales.
- Reloj con forma de gallo que canta en la catedral de Strasbourg, que funcionó desde 1352 hasta 1789.
- Leonardo Da Vinci construye en el año 1500 un león automático en honor de
- Luis XII que actúa en la entrada del Rey de Milán.
- Salomón de Caus (1576 - 1626) construye fuentes ornamentales y jardines placenteros, pájaros cantarines e imitaciones de los efectos de la naturaleza.
- En 1640, René Descartes inventó un autómata al que se refiere como "mi hijo Francine".
- En 1662, se abre en Osaka el teatro Takedo de autómatas.
- Jacques de Vaucanson, construye el pato, el autómata más conocido; un pato hecho de cobre, que bebe, come, grazna, chapotea en el agua y digiere su comida como un pato real. Previamente construye un flautista y un tamborilero en 1738; el primero consistía en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y labios, como el funcionamiento normal de una flauta.
- Los Maillardet (Henri, Jean-David, Julien-Auguste, Jacques-Rodolphe) hicieron su aparición a finales del siglo XVIII y principios del XIX, construyen un escritor- dibujante, con la forma de un chico arrodillado con un lápiz en su mano, escribe en inglés y en francés y dibuja paisajes. Construyen un mecanismo "mágico"
- que responde preguntas y un pájaro que canta en una caja.
- Robert Houdini construye una muñeca que escribe. También realiza un pastelero, un acróbata, una bailarina en la cuerda floja, un hombre que apunta con una escopeta y una artista del trapecio.
Como nos podemos dar cuenta, los autómatas construidos hasta este entonces, solamente servían para entretener a propios y extraños, no tenían una aplicación práctica en alguna área en específico. "Estas máquinas funcionaban generalmente por medio de movimientos ascendentes de aire o agua caliente. El vertido progresivo de un líquido provocaba rupturas de equilibrio (o bien la caída de un peso) en diversos recipientes provistos de válvulas; otros mecanismos se basaban en palancas o contrapesos. Mediante sistemas de este tipo se construían pájaros artificiales que podían "cantar" o "volar", o puertas que se abrían solas. Las construcciones de la escuela de Alejandría se extendieron por todo el Imperio Romano y posteriormente por el mundo árabe. En el siglo XIII, Al-Djazari apareció como el heredero de todas ellas con la publicación de su "Libro del conocimiento de los procedimientos mecánicos", uno de cuyos grabados se reproduce aquí. Se trata de una fuente de distribución de agua."
Estado Actual[4]
QUE SON LOS EDIFICIOS INTELIGENTES?
Son simplemente, construcciones con un nivel de alta tecnología en todos sus procesos.
Eso quiere decir que TODOS los profesionales que intervienen en el DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, INTERVENTORÍA, GERENCIA DE PROYECTO, COMERCIALIZACIÓN y demás áreas vitales para el proyecto, deben tener lo conocimientos necesarios para integrar nuevos aspectos que de forma sincronizada permitan disfrutar del concepto de EFICIENCIA. Una construcción inteligente, es una construcción EFICIENTE, eso quiere decir que puede hacer mucho con la mínima cantidad de recursos. Por ejemplo, un pequeño centro de salud, en un municipio apartado, que recicle sus desperdicios, soporte los cortes de energía eléctrica con fotoceldas solares, mantenga una temperatura adecuada aprovechando la arborización y la orientación de sus fachadas de acuerdo al recorrido del sol, controle sus usuarios, empleados, proveedores y visitantes con un sencillo sistema de video que sirve de control de acceso y centralice la iluminación en el cuarto de vigilancia; es mucho más "inteligente" que un supermoderno edificio con altísima tecnología, sobrecostos enormes y sofisticados sistemas que ni siquiera se hablan unos con otros.
El concepto de EFICIENCIA comienza a verse por la simplicidad - y es que lo más simple, casi siempre es lo que mejor funciona y lo que menos falla -, seguido de la flexibilidad y la capacidad de proyectarse a la necesidades en un futuro. Desde el punto de vista Electrónico, - que es nuestro fuerte - debo decir que un edificio inteligente debe albergar tecnología en cuatro frentes diferentes: Seguridad, Comunicaciones, Apoyo Logístico y Automatización de procesos. Sin embargo no sirve de nada invertir mucho dinero en estas tecnologías, si por ejemplo, al arquitecto se le olvidaron los parqueaderos de visitantes, o si por pensar en mucha seguridad cambió los espacios de naturaleza abierta por muros de 3 metros con cero estética. Hablar de la parte electrónica implica un correcto balance entre todos los aspectos concernientes al proyecto. Volvamos a lo nuestro, la tecnología de punta..... Cuando hablamos de seguridad, casi siempre pienso en Circuito Cerrado de TV, control de acceso, alarmas contra intrusión e incendio, sistemas de apoyo a requisas y seguridad en la información. Una adecuada INTEGRACION entre estos subsistemas permite un nivel de seguridad adecuado, cumpliendo las normas internacionales y permitiendo que la información se centralice en un solo lugar.
Si hablamos de comunicaciones, debemos pensar en las redes telefónicas, las redes de datos -tan indispensables como las anteriores hoy en dia-, las redes multimedia de audio y video que reemplazan a las tradicionales de sonido ambiental y televisión comunal, redes de sonido y audio profesional (solo para auditorios o áreas similares) y todos los canales de comunicación hacia el exterior. Cuando nos referimos a las redes de Automatización de procesos, estamos hablando de control centralizado de iluminación - que es lo que mas consume energía-, supervisión y control de equipos electromecánicos (ascensores, aire acondicionado, motobombas, plantas eléctricas, UPS, subestación, entre otras), control de fluidos, distribución del control en toda la edificación y centralización de la información en un solo punto que de forma automática realice operaciones con la mínima intervención del operador.
Finalmente los sistemas de apoyo logístico, se refieren a todo los elementos electrónicos que permiten una operación de cada sitio con mayor seguridad y confort. Nos referimos a los sistemas de información administrativos para control de inventarios, ventas y contabilidad en general, a las redes especiales para fines muy especiales (por ejemplo el sistema de llamado de enfermeras en un hospital, o el sistema de control de taquillas en en estadio o el sistema de redes inalámbricas para hacer pedidos en un restaurante o el sistema de control de inventarios por RFID en un almacén de cadena, solo por dar algunos ejemplos).
La INTEGRACIÓN real de estos cuatro grandes sistemas electrónicos, compartiendo información, registrando todo cuanto acontece en medios electrónicos para su posterior investigación, disminuyendo la intervención de humanos en los procesos y alertando al operador cuando eventos anormales ocurran permiten tener un adecuado sistema electrónico que apoya el concepto de edificio inteligente en nuestro medio.
Quiero terminar el dái de hoy, recordando que lo simple siempre es lo mejor.... el grado de sofisticación debe reducirse al máximo en cada caso. Pero también quiero recordar que los extremos son malos, las cosas muy simples son buenas solo si hacen lo que realmente queremos que hagan. Asi que un buen diseño de edificio inteligente es aquel que logra un balance perfecto entre alta tecnología, recursos económicos y capacidad operativa.
[1] REAL ACADEMIA ESPAÑOLA, Diccionario de la lengua española, marzo de 2006. http://www.rae.es.
[2] http://isaacasimov.garcia-cuervo.com/Robotica.htm#Automatización, Junio 2006
[3] http://isaacasimov.garcia-cuervo.com/Robotica.htm#Historia
[4] http://edificiosinteligentes.blogspot.com/, Ing. Germán Alexis Cortés, Consultor – Automatización de Edificios. Mayo 2006