Cómo funcionan las superficies transformables inteligentes

No, no estamos bromeando. Una vez que aprenda acerca de las superficies móviles inteligentes, es posible que descubra que su requesón corpóreo es algo que vale la pena celebrar. También aprenderá que abollar su automóvil en una tormenta de granizo puede ser bueno para su economía de combustible , al menos en algunas situaciones de conducción. Sin embargo, antes de comenzar a celebrar las abolladuras en su automóvil o su piel, debe saber cómo funcionan las superficies inteligentes que se transforman.

Las superficies transformables inteligentes, o smorphs, son superficies que cambian en respuesta a las condiciones a su alrededor y dentro de ellas. Tu piel es algo así como un smorph. Si las condiciones internas de su piel cambian, como si aumenta de peso, su piel cambia con él. Empieza a golpear los Doritos demasiado fuerte, por ejemplo, y tu barriga crecerá. La buena noticia es que, a diferencia de tus jeans, tu piel crecerá con ellos. Si alguna vez ha estado embarazada o ha visto la barriga de una mujer embarazada, sabe que su piel puede estirarse tensa sobre una parte del cuerpo en crecimiento. Cuando esa parte del cuerpo se encoge por tener un bebé o cambiar Doritos por palitos de zanahoria, la piel generalmente también se encoge.

Por supuesto, nuestra piel no siempre vuelve a encogerse perfectamente. Después de una gran pérdida de peso, podemos tener piel flácida y estrías. Sin embargo, la piel no solo responde a las condiciones internas del cuerpo. Pasa demasiado tiempo en la bañera y tendrás los dedos arrugados. Salga desnudo en un día frío y se le pondrá la piel de gallina (así como una citación, ya que la desnudez pública es ilegal en la mayoría de los lugares). Los Smorphs son una especie de piel en el sentido de que no siempre son suaves y elegantes, y pueden responder a las condiciones internas y externas del cuerpo. En algunos casos, los hoyuelos en un smorph pueden mejorar la aerodinámicay economía de combustible para automóviles. Ojalá tus estrías pudieran hacer lo mismo. Continúe leyendo para saber cómo el automóvil que podría conducir en el futuro podría tener una piel que cambia de forma con hoyuelos en un minuto y suave al siguiente, y todo depende de las condiciones de manejo.

1. Hoyuelos y Aerodinámica
2. Smorphs en el MIT
3. Coches y superficies transformables inteligentes

Head to the driving range on a nice afternoon and you'll see the inspiration for using smorphs on cars. Golf balls , with their dimply, wrinkled exteriors helped inform some of the work that engineers and other researchers are doing on smorphs, research that could translate into dimpled skin — and therefore improved fuel economy — for cars.

Golf balls weren't always intentionally dented. In fact, up until the mid-1800s, golf balls were smooth and only became dented during play. Getting hit a hundred or so times per round will put some dings and dents on you, after all. When golfers began to notice that the older, dented balls went farther, they started demanding the same performance from new golf balls, too. And when manufacturers started selling dented balls, the modern dimpled golf ball was born.

Los hoyuelos en una pelota de golf la ayudan a llegar más lejos porque las abolladuras no permiten que el aire se "pegue" a la pelota. En cambio, los hoyuelos interrumpen el aire más cercano a la pelota mientras viaja. Cada hoyuelo forma un pequeño mini ciclón alrededor de la pelota. En lugar de verse como una esfera lisa con aire que viaja sobre ella, la superficie de la bola termina pareciendo una taza de té: una esfera que viaja por el aire, pero con círculos más pequeños de aire retorcido a su alrededor. Ese movimiento giratorio ayuda a mover el aire alrededor de la pelota más rápido, lo que disminuye la resistencia al viento que enfrenta la pelota. Menos resistencia al viento significa que se necesita menos energía para mover la pelota una distancia determinada.

En un automóvil, menos resistencia al viento significa que se necesita menos energía para avanzar por la carretera. Eso se traduce en una mejor economía de combustible o, si se trata de autos eléctricos, menos agotamiento de la batería. Sin embargo, todavía no lleve un palo de golf a su automóvil. Los hoyuelos en los autos solo mejoran la eficiencia en ciertas situaciones. Ahí es donde entran los smorphs.

Esto es solo una conjetura, pero lo más probable es que la mayoría de los consumidores no quieran comprar un automóvil previamente abollado, incluso si mejora la economía de combustible. La cuestión es que los hoyuelos solo reducen la resistencia al viento en algunas situaciones. En otras situaciones, es preferible una piel suave. Al igual que su propia piel, una superficie inteligente que se puede transformar puede adaptarse a las condiciones que la rodean.

Piense en los smorphs como globos : cuando infla un globo, su superficie se vuelve lisa y apretada. Sin embargo, si el volumen del aire dentro del globo cambia, por ejemplo, debido a una fuga o un cambio en la temperatura del aire, la superficie del globo se vuelve blanda y flexible. En el caso de los smorphs, que los científicos esperan que mejoren la aerodinámica y la eficiencia del combustible en los automóviles, se arrugarían. Esas arrugas podrían ser de gran ayuda cuando se trata de construir autos más eficientes .

Cambiar de liso a con hoyuelos cubre el componente de "morfabilidad" de las superficies inteligentes morphables, pero la parte "inteligente" del nombre también es un componente clave. Cuando tienes frío, no tienes que decirle a tu piel "es hora de que se te ponga la piel de gallina". Sabe qué hacer en función de las condiciones a las que se enfrenta. Los Smorphs funcionan de la misma manera. Reaccionan a las condiciones que enfrentan para hacer la superficie más aerodinámica.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han creado smorphs a base de silicona que reaccionan a las condiciones y disminuyen la resistencia del aire que enfrentan al volverse suaves o con hoyuelos. Para hacer los hoyuelos, los investigadores despresurizan el espacio interior del smorph. El smorph reacciona al cambio en el volumen interior, como la piel de alguien que de repente perdió su barriga cervecera, formando un patrón de arrugas y hoyuelos. Cuando se aumenta el volumen interior, el smorph se suaviza.

En un automóvil, los sensores, una computadora y el software podrían conectarse a la piel exterior del vehículo, verificando las mediciones de resistencia y ajustando las características de la piel según sea necesario para reducir la resistencia y mejorar la economía de combustible.

A diferencia de una pelota de golf o los muslos de mi tía Mabel (ambos tienen hoyuelos todo el tiempo), un smorph puede alternar entre ser liso o arrugado, dependiendo del volumen del material dentro de él. Una pelota de golf no necesita hacer esto, porque rara vez supera una velocidad en la que sus hoyuelos dejan de mejorar su aerodinámica. Los automóviles, por otro lado, pueden ir mucho más rápido que las pelotas de golf. A altas velocidades, los hoyuelos aumentan la resistencia al viento. Y es por eso que le dijimos que esperara para agregar sus propios hoyuelos a su automóvil. Cuando llegas a la autopista, esas abolladuras caseras comenzarán a ralentizarte.

Los investigadores creen que los smorphs permitirán que el exterior de un automóvil se ajuste para minimizar la resistencia y maximizar la aerodinámica, según las condiciones. Si el automóvil va relativamente lento, el smorph puede resaltar sus hoyuelos y reducir tanto la resistencia como la cantidad de energía que necesita el automóvil para moverse. Cuando el automóvil va más rápido, el smorph puede suavizarse para permitir que el automóvil se deslice por el aire. Los sensores en el exterior del automóvil pueden leer la resistencia del viento y ajustar la piel del automóvil según sea necesario.

Los automóviles de hoy están diseñados para ser lo más aerodinámicos posible en la mayoría de las situaciones. Pero lo que el coche gana en aerodinámica general, lo pierde en aerodinámica para situaciones específicas. Un automóvil con una piel smorph podría cambiar constantemente para volverse lo más eficiente posible, independientemente de las condiciones.

Los autos con superficies morphables inteligentes todavía están lejos, pero los smorphs abren algunas posibilidades emocionantes no solo para el diseño automotriz, sino también para la ingeniería aeroespacial e incluso para los materiales de construcción. Un edificio con una superficie adaptable, por ejemplo, podría resistir los fuertes vientos mejor que uno construido con materiales tradicionales.

Listo, ¿eh? Y pensaste que tu celulitis no estaba haciendo nada por ti.

Nota del autor: cómo funcionan las superficies transformables inteligentes

Cuando piensa en cómo mejorar la economía de combustible de los automóviles, la mayoría de las personas se centran en la tecnología que realmente mueve el automóvil, o qué lo alimenta. Solo recientemente, con el uso de materiales como el aluminio y la fibra de carbono en los automóviles del mercado masivo, comenzamos a cuestionarnos si los materiales que usamos para construir automóviles pueden contribuir a mejorar la eficiencia. Cuando la mayoría de las personas imaginan el automóvil del futuro, piensan en un automóvil súper elegante que se abre paso entre el tráfico. Un automóvil que cambia de forma con una piel con hoyuelos puede no tener la misma sensación o apariencia de Tron, pero ciertamente me hace sentir mejor por la abolladura que hice en mi guardabarros mientras intentaba estacionar en paralelo la semana pasada.

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