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Juan Carlos GilSilvana TapiaLuisa AchaerandioGastón GiribetFrancis VillatoroHéctor SocasIgnacio Crespoengranajes como esqueleto mecánicotransmisión rotación entre dos engranajessentido de giro con engranajesvelocidad y dientes en engranajescorrea o cadena como bicicletaspiñón con plato en bicicletasmovimiento transmitido por contacto sólidogeometría de las piezas construidasrigidez forma función debilidadfricción y desgaste en engranajesengranajes magnéticos sin contactoembragues hidráulicos para rotacióneliminación contacto engranajesfluidos transmiten rotaciónvariar parámetros sistema hidráulicoengranaje invirtiendo giroacoplamiento de giro entre rotoresfluido mediando la rotaciónphysical review letters y smithnyu campus shanghai jung zhangJuan Carlos GilPhysical Review Lettersmecanismo de AnticiteraHéctor SocasJuan CarlosTomás VilaAnticiteraFigura 4Leonardo da VinciIslamGastón GiribetUniversidad de Nueva YorkNYUJesse Ethan SmithLeif RistroffJung ZhangFigura 2hélice de ArquímedesTornillo de ArquímedesCoffee Break: Señal y RuidoDoom
Transmisión rotación entre dos engranajes
Ep549: Agujeros Negros; IAlucinaciones; Engranajes; Materia Oscura; Doom Neuronal
12 de marzo de 20268 momentos
Con
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Juan Carlos Gil explica cómo los engranajes son un componente fundamental del esqueleto mecánico de la tecnología hasta la llegada de la digitalización.
…funciona el diferencial, lo que permite que las ruedas de los coches, al girar en un sentido, una vaya más rápida que la otra, sino una patinaría, ¿vale? How Differential Steering Works, 1937. Si lo encuentras y lo pones en el chat, te lo agradezco, Francis. Bueno, pues el caso es que eso junto a la rueda, la palanca y la polea, pues los engranajes forman el esqueleto mecánico de toda nuestra tecnología hasta la llegada de la digitalización, ¿no? Es muy sencillo un engranaje; en esencia lo que hace es transmitir rotación entre dos, cambiando el sentido de giro. Cuando hay dos engranajes engranan, uno gira en horario y otro siempre en contrahorario, y cambiando la velocidad si el número de dientes no coincide. Si lo que queremos es mantener el sentido de la rotación, tenemos que utilizar una tercera cosa, algo tipo una correa o una cadena, como las bicicletas que conecta el piñón con el plato. En ambos casos, correas y engranajes directos, el movimiento se transmite mediante contacto sólido y la relación de avance viene prefijada por la geometría de las piezas que hayas construido. Y es precisamente esa misma rigidez, en el sentido de que la forma produce la función, pues es a su vez su debilidad, la debilidad del Mecanismo de engranaje, porque claro, los dientes tienen que encajar perfectamente. Hay fricción, hay desgaste, se puede necesitar lubricación a menudo, produce ruido, funcionan por contacto y sabemos que cualquier contacto obviamente implica desgaste. Por eso a lo largo también de la historia ha intentado, se han buscado formas de transmitir esta rotación sin contacto directo. Ejemplos, el agua y el aire que hace girar turbinas, o hay engranajes magnéticos, no sé si lo habéis visto, tal cual engranajes, pero que se quedan a distancia, están llenos de pequeños imanes y cli, cli, cli, no son tan suaves, pero bueno, se acoplan en vez de mecánicamente por campo magnético y también hay embragues hidráulicos que por. Hidráulica hacen más o menos presión mediante un fluido. Así que bueno, de alguna forma hemos aprendido a eliminar el contacto de nuestros engranajes, pero siempre con un comportamiento prefijado. ¿No sería fantástico si un fluido pudiese transmitir la rotación evitando el contacto y según las circunstancias permitir variando algún parámetro del sistema que el chisme se comportase o bien como un engranaje invirtiendo el giro o bien como una correa manteniéndolo? Bueno, pues es ahí donde aparece, como podéis imaginar, el Artículo del que os voy a hablar, que se llama Acoplamiento de giro entre rotores mediado por un fluido. Fue publicado el 13 de enero, hace un mes, en Physical Review Letters. Los autores son Jesse Ethan Smith, Leif Ristroff y Jung Zhang, todos de la Universidad de Nueva York, el NYU, y el último, que sonaba a chino, pues efectivamente porque está en el campus de la NYU en Shanghai. La pregunta a la que estos autores querían dar respuesta es: ¿Cómo se transmite la rotación entre objetos a través de un fluido? Porque, a ver, en realidad el artículo no trata de engranajes. Eso ha sido rollo mi clipbait. Lo que hace es estudiar eso: la interacción entre partes mecánicas mediadas por un flujo. Cómo el movimiento de un objeto reorganiza un fluido a su alrededor y cómo ese fluido puede influir en otros objetos más…
Significado #1 · Palabras #3
Héctor Socas introduce una sección del programa centrada en temas relacionados con redes, desde las neuronales hasta la web cósmica y los engranajes mecánicos.
Habla: Héctor SocasPalabras #19redes neuronales y alucinacionesredes neuronales biológicas jugando doomweb cósmica y materia oscuraengranajes mecánicos sin contacto héctor socas…con desconocidos si la tortilla con cebolla o sin cebolla. También fue el año en que cayó el muro de Berlín. Con el panorama actual casi da nostalgia recordar épocas en que la tendencia era derribar barreras y construir puentes hacia una cultura más global. Y hablando de redes y de conectar, hoy tenemos mucho de eso: tenemos redes neuronales, y nos preguntaremos por qué alucinan. ¡Alucina, vecina! Ya que estamos con nostalgia ochentera, y hablaremos también de redes neuronales, pero biológicas; a ver qué es eso de que hay un ordenador biológico jugando al Doom, y hablaremos también de otra web: la web cósmica, y redes de materia oscura, y para los que son un poco más antisociales, de engranajes mecánicos sin contacto. Les habla Héctor Socas y están ustedes en compañía de Coffee Break, Señal y Ruido Ya. Saben que tenemos una página web que es señalirruido.com y que ahí pueden encontrar toda la información sobre este programa; contactar con nosotros. Pueden contactarnos en redes sociales, seguirnos por ahí para dejarnos sus preguntas, comentarios, dudas, todo…
Juan Carlos Gil propone cambiar de tema para desconectar, introduciendo un segmento llamado 'Engranajes que nos tocan', explicando que son piezas antiguas y transformadoras en la historia de la tecnología.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #13 · Palabras #9engranajes pieza transformadora tecnologíamecanismo anticitera computadora astronómica bronceepicicloides engranaje correa anteriorengranajes complejos computadora astronómicarelojes astronómicos usados en islamleonardo da vinci y engranajes helicoidaleshélice de arquímedes para subir aguatornillo de arquímedes y su inclinaciónpodcast engranajes que nos tocan…íbamos a ir despacito, venga, Juan Carlos, ya está bien de tanta conexión y tanta red, cosas que no se tocan, venga, para la gente; hay gente aquí antisocial como yo y que no le gusta tanto el... Para desconectar, vamos a hablar de esto. Es una cosita ligera. El título que le he puesto es Engranajes que nos entocan. Bueno, los engranajes todos los conocemos son esas piezas con dientes que son de las más antiguas y posiblemente más transformadoras en la historia de nuestra tecnología. La primera evidencia de engranajes está en el famosísimo mecanismo de Anticitera, que es de un siglo antes de la era común; se cree, se sabe porque se ha estudiado una suerte de computadora astronómica hecha de bronce que tenía más de 30 engranajes y algunos extraordinariamente complejos porque eran incluso epicicloides que en vez de engranar por dentro engranan en una correa anterior. Una corona exterior. Es un sistema tan complejo que se cree con toda probabilidad de que ya se conocía mucho antes pero no ha llegado hasta nuestros días. Luego se han usado en millones de cosas: molinos de viento y de agua, relojes astronómicos que usaban en el Islam, los relojes medievales, los engranajes helicoidales de Leonardo da Vinci como ese que sirve para subir agua, pues eso, desde un río a alguna altura, creo que se llama hélice de Arquímedes, no recuerdo. La máquina de vapor. Tornillo de Arquímedes. Tornillo, ciertamente. Además hay un podcast que se llama así, no sé si sigue produciendo. Pues es súper chulo, dependiendo del paso de hélice, puedes darle más o menos inclinación al tornillo y dándole vueltas, sube el agua porque cada vuelta de la hélice recoge la de la anterior y no la deja volver. Súper chulo. Bueno, pues eso, sigue evolucionando cajas de cambios, el diferencial, pues hasta los Robots modernos y hablando de diferencial, me echo aquí un apunte porque hay un vídeo en YouTube. Yo debo tener 50 o así vídeos en mis favoritos y este es uno de ellos, desde hace muchísimo tiempo y de vez en cuando lo veo. Un vídeo que se llama How…
Juan Carlos Gil explica cómo los engranajes son un componente fundamental del esqueleto mecánico de la tecnología hasta la llegada de la digitalización.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #3engranajes como esqueleto mecánicotransmisión rotación entre dos engranajessentido de giro con engranajesvelocidad y dientes en engranajescorrea o cadena como bicicletaspiñón con plato en bicicletasmovimiento transmitido por contacto sólidogeometría de las piezas construidasrigidez forma función debilidadfricción y desgaste en engranajesengranajes magnéticos sin contactoembragues hidráulicos para rotacióneliminación contacto engranajesfluidos transmiten rotaciónvariar parámetros sistema hidráulicoengranaje invirtiendo giroacoplamiento de giro entre rotoresfluido mediando la rotaciónphysical review letters y smithnyu campus shanghai jung zhang…funciona el diferencial, lo que permite que las ruedas de los coches, al girar en un sentido, una vaya más rápida que la otra, sino una patinaría, ¿vale? How Differential Steering Works, 1937. Si lo encuentras y lo pones en el chat, te lo agradezco, Francis. Bueno, pues el caso es que eso junto a la rueda, la palanca y la polea, pues los engranajes forman el esqueleto mecánico de toda nuestra tecnología hasta la llegada de la digitalización, ¿no? Es muy sencillo un engranaje; en esencia lo que hace es transmitir rotación entre dos, cambiando el sentido de giro. Cuando hay dos engranajes engranan, uno gira en horario y otro siempre en contrahorario, y cambiando la velocidad si el número de dientes no coincide. Si lo que queremos es mantener el sentido de la rotación, tenemos que utilizar una tercera cosa, algo tipo una correa o una cadena, como las bicicletas que conecta el piñón con el plato. En ambos casos, correas y engranajes directos, el movimiento se transmite mediante contacto sólido y la relación de avance viene prefijada por la geometría de las piezas que hayas construido. Y es precisamente esa misma rigidez, en el sentido de que la forma produce la función, pues es a su vez su debilidad, la debilidad del Mecanismo de engranaje, porque claro, los dientes tienen que encajar perfectamente. Hay fricción, hay desgaste, se puede necesitar lubricación a menudo, produce ruido, funcionan por contacto y sabemos que cualquier contacto obviamente implica desgaste. Por eso a lo largo también de la historia ha intentado, se han buscado formas de transmitir esta rotación sin contacto directo. Ejemplos, el agua y el aire que hace girar turbinas, o hay engranajes magnéticos, no sé si lo habéis visto, tal cual engranajes, pero que se quedan a distancia, están llenos de pequeños imanes y cli, cli, cli, no son tan suaves, pero bueno, se acoplan en vez de mecánicamente por campo magnético y también hay embragues hidráulicos que por. Hidráulica hacen más o menos presión mediante un fluido. Así que bueno, de alguna forma hemos aprendido a eliminar el contacto de nuestros engranajes, pero siempre con un comportamiento prefijado. ¿No sería fantástico si un fluido pudiese transmitir la rotación evitando el contacto y según las circunstancias permitir variando algún parámetro del sistema que el chisme se comportase o bien como un engranaje invirtiendo el giro o bien como una correa manteniéndolo? Bueno, pues es ahí donde aparece, como podéis imaginar, el Artículo del que os voy a hablar, que se llama Acoplamiento de giro entre rotores mediado por un fluido. Fue publicado el 13 de enero, hace un mes, en Physical Review Letters. Los autores son Jesse Ethan Smith, Leif Ristroff y Jung Zhang, todos de la Universidad de Nueva York, el NYU, y el último, que sonaba a chino, pues efectivamente porque está en el campus de la NYU en Shanghai. La pregunta a la que estos autores querían dar respuesta es: ¿Cómo se transmite la rotación entre objetos a través de un fluido? Porque, a ver, en realidad el artículo no trata de engranajes. Eso ha sido rollo mi clipbait. Lo que hace es estudiar eso: la interacción entre partes mecánicas mediadas por un flujo. Cómo el movimiento de un objeto reorganiza un fluido a su alrededor y cómo ese fluido puede influir en otros objetos más…
Juan Carlos Gil explica cómo el rotor pasivo gira en un experimento descrito en Physical Review Letters, señalando que su giro puede ser contrario o del mismo sentido que el motor activo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5acoplamiento de giro entre rotoresdiagrama de fases completo sistema1300 combinaciones de parámetrosrotor pasivo relación transmisiónvisualización de remolinos fluidosrotor pasivo contra motor activophysical review letters experimento rotorvelocidad de giro del rotor activocolor rojo corrotación como cadena bicifigura 2 panel b del artículorotor pasivo y contrarotacióncizalla del fluido en rotor activotorque y contribuciones opuestasmodelo físico juan carlos gilrotores separados y remolinos de fluidoengranaje líquido intermediogeometría afecta al acoplamiento de giroremolinos y eficacia del engranajerotor principal y centrifugadorafigura 4 analogía mecánicaengranaje líquido fantasmageometría del sistema afecta acoplamientocorrea impulsada por la inerciarelación de giro y torque modestos…es la distancia entre ambos rotores y la tercera el tamaño de la celda del confinamiento. Cuánto de cerca están los rotores de las paredes, ¿por qué? Porque las paredes también van a moldear el flujo general del sistema. Así que lo que hacen es poner el rotor activo a girar y miden qué le pasa, cómo se mueve el rotor pasivo en relación al otro, lo que se llama relación de transmisión; y no creáis que hacen un experimento puntual o unos cuantos, no, no, lo que hacen es estudiar el diagrama de fases completo de este sistema. Hacen un mapa del problema con 1300 combinaciones de parámetros, o sea que se han tirado un rato en el laboratorio y analizan entonces con mucho detalle, mediante cámaras y demás, ponen burbujas, muy simpático, ponen burbujas de aire dentro del fluido para visualizarlas mejor, pues ven eso, cómo se reorganiza el fluido, cómo se crean y destruyen remolinos, cómo aparecen inestabilidades; y bueno, a la postre determinan el sentido de giro y la velocidad del rotor pasivo. ¿Y cómo gira el rotor pasivo? Pues ahí está la sorpresa, siempre tiene que haberla si no que aburrida. A veces gira en sentido contrario del motor activo, como harían dos engranajes enfrentados, pero en una zona bastante amplia del mapa de parámetros este que os he comentado, sobre todo al aumentar la velocidad de giro del rotor activo y con ello el número de reinos del sistema, el rotor pasivo gira en el mismo sentido que el activo, como si estuviesen conectados por una suerte de correa invisible. Si miréis el artículo se ve, bueno, es muy visual y muy chulo, en la figura 2, panel B del artículo, donde el color azul indica contrarotación, es decir, comportamiento tipo engranajes clásico, y el color rojo corrotación, lo que sería la cadena de la bici. y bueno, si veis el mapa de rojos y azules, desde luego es de todo menos trivial, o sea que están ocurriendo cosas simpáticas. ¿Cómo estudian esas cosas? Pues también como solemos hacer, construyendo un modelo físico y explorándolo. Lo que hacen es ultra sencillo: dividen el perímetro, la circunferencia del rotor pasivo en dos regiones, el que está enfrentado al rotor activo que va a sufrir una cizalla del fluido directa y por tanto va a tender a hacerlo girar en contrarotación como un engranoje, mientras que el lado opuesto en la cizalla va a actuar en el lado opuesto del cilindro pues en sentido contrario. Así que el sentido final del giro del rotor pasivo va a depender de estas dos contribuciones de cizalla: cuál de ellas gane el pulso del torque, porque siempre va a haber dos efectos opuestos. Estudian entonces este modelo y determinan que esta transición entre el comportamiento tipo engranaje al tipo correa no ocurre por un solo mecanismo, sino que identifican hasta tres distintos. Al primero lo llaman topológico, es el primero porque casi es el más chulo. Cuando los rotores están muy separados, cuando dejan espacio en el centro para que ocurran cositas, los remolinos de fluido se organizan y se conforma una suerte de engranaje líquido, un gran remolino intermedio. Es como si hubiesen tres engranajes, dos físicos, los rotores y uno falso, de tal forma que invierte el torque dominante del activo. La segunda forma de alcanzar la corrotación. es geométrica. Si acercamos mucho, mucho, mucho los rotores, la región interior entre ellos, que es la que haría el efecto tipo engranaje, pues deja de ser eficaz. Ya no hay moleculitas, no se pueden formar grandes remolinos y acaba dominando el arrastre exterior de la corrotación. Y el tercero es inercial, el que decíamos en el Comportamiento experimental. Si aumentamos mucho la velocidad de giro del rotor principal, la inercia empuja el flujo hacia afuera, como si fuese una centrifugadora y al echarlo hacia afuera se escapa por detrás también del rotor pasivo y se favorece el comportamiento otra vez tipo correa. También esto se ve fenomenal en la figura 4, en la que además han hecho dibujitos como si fuese una analogía mecánica y se ven los tres comportamientos. Se puede comportar como si hubiese un engranaje líquido fantasma intermedio, como si estuviese unido por una correa debido a La geometría, o como una correa impulsada por la inercia cuando el fluido sale disparado hacia los bordes. Son los casos 1, 2 y 3 de la figura que me preocupa en contarlos en orce. Bueno pues, bastante chulo, pero no, a ver, esto no va a servir para mover cargas pesadas ni para hacer la caja de cambios de tu siguiente coche porque, como os podéis imaginar, la relación de giro y el torque transmitido son bastante modestitos. El valor de este efecto está en otro sitio, en este tipo de acoplamiento que puedes seleccionar, que puedes modelar y va a ser relevante este mecanismo en contextos donde las fuerzas sean muy pequeñitas, donde la transmisión sin contacto importe porque no…
Juan Carlos Gil concluye la explicación sobre un artículo que describe cómo la transmisión de rotación puede ocurrir sin contacto físico entre piezas sólidas, emergiendo de un flujo intermedio.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #2transmisión rotación sin contacto físicomodelo chulo de transmisión rotaciónacoplamiento entre engranaje y correaflujo intermedio alterando estructura global…baja presión y ocurren ahí inestabilidades de todo tipo, que modelarlas desde luego es de todo menos fácil. Y también cuando hay conjuntos de muchos rotores, bueno pues que pueden acoplarse si en medio hay aire, que es lo que suele haber en nuestra atmósfera. Pues concluyendo, ¿por qué es importante lo que cuenta este artículo? Pues porque han demostrado de manera tanto experimental como un modelo muy chulo que la transmisión de la rotación pues no tiene por qué estar impuesta por una geometría de piezas sólidas toqueteándose, sino eso que puede emerger de un flujo intermedio que se puede reaccionar. Reorganizar, cambiar de estructura globalmente y llegar a alterar, dependiendo de las condiciones, el tipo de acoplamiento más parecido a un engranaje o una correa. Así que al final de lo que hemos hablado es literalmente de eso, de engranajes que no se tocan. Y hasta aquí lo que os quería contar; hoy he sido bueno. Bueno y breve. Lo bueno y breve, 2Bue. Lo bueno y breve. Y punto sucesivo. Complétele usted como chaje pete. Exactamente, le das ese prompt. Pues fíjate que volvió Gastón. Anda, de vuelta. Sí, porque tenía una reunión de trabajo de la que sabía que podía…
Héctor Socas introduce a Gastón Giribet, doctor en Ciencias Físicas y profesor en la Universidad de Nueva York (NYU), para los oyentes que solo están escuchando la segunda parte del segmento. Héctor menciona un agitador magnético del laboratorio como algo que le recuerda al tema anterior sobre engranajes.
Habla: Héctor SocasSignificado #14gastón giribet profesor en nyuengranajes y agitador magnético…y breve. Y punto sucesivo. Complétele usted como chaje pete. Exactamente, le das ese prompt. Pues fíjate que volvió Gastón. Anda, de vuelta. Sí, porque tenía una reunión de trabajo de la que sabía que podía escaparme. Si era lo suficientemente perito. Perito. Bueno, para los que solo estén escuchando la cara B y no hayan escuchado la A, pues Gastón Giribet, doctor en Ciencias Físicas y profesor en la Universidad de Nueva York, NYU. Bien, pues nada, no sé si hay comentarios o preguntas sobre esto de los engranajes que nos contaban. Nada, yo solo decirte, Juan Carlos, que me acabo de acordar del agitador magnético del laboratorio. Más que nada como algo que da, claro, sí, sí, es como que me ha recordado a eso, ¿no? Sí, ¿sabéis cómo funciona? En un vaso de igual, pues se pone sobre una cosita que tiene un imán que no se ve, que gira, y dentro se pone... La mosca. La mosca la llamáis, ¿sabéis? Sí, sí, en el laboratorio se llama mosca. Tiene forma así de supositorio, hidrodinámica, que dentro tiene…
Héctor Socas expresa su entusiasmo por la mención del mecanismo de Anticitera, relacionándolo con el contexto previo de engranajes en fluidos y destacando que este antiguo dispositivo ha permanecido sumergido en un fluido durante dos mil años.
Habla: Héctor SocasPalabras #7mecanismo de anticítera en fluidosanticitera sumergido dos mil añosbronce del mecanismo de anticítera…y eso gira con un torque y una velocidad. Vamos, se hacen unas mezclas. Y luego se limpia con agua y a tirar para el siguiente líquido. Sí, hay como un palito para sacarla, también imantado. También imantado, sí. Claro, para sacar la mosca, está todo pensado. A mí me ha gustado mucho que mencionaras el mecanismo de Anticitera, que tengo yo, que me gusta mucho esa movida, y además que lo pusieras en un contexto de engranajes en un fluido, porque el mecanismo lleva dos mil años en un fluido. El pobre, y se ha quedado un poco arrugado haciendo de bronce. Y puedo enseñar una cosa, es Que, bueno, no debería. Por cierto, lo habéis visto, lo habéis visto en persona; no en persona, qué ganas. Sí, sí, sí, solo quería decir que una vez estuve en... Ay, míralo. Quería enseñarlo porque... Ah, ya sé lo que. Ah, tú sabes lo que es, tú lo has visto,…
Juan Carlos introduce una pregunta sobre la relación entre sistemas de cilindros que transmiten momento angular y el comportamiento de las estrellas en los halos de galaxias en rotación, sorprendiendo a Tomás Vila con la consulta.
Habla: Héctor SocasPalabras #8sistema cilindros momento angularestrellas halos galaxias rotaciónéter como fluido intermedioondas gravitatorias apoyo…negro rota. Hay una argofera alrededor, la línea de campo se tuercen y todo eso; hay un plasma conductor, hay todo un mecanismo bastante complejo que usa el giro del agujero negro pero también toda la dinámica del plasma alrededor para generar estos jets. Hablando de cosas que giran y transmiten momento angular, Juan Carlos pregunta a Tomás Vila si este sistema de cilindros que se transfiere en el momento rotacional sin engranaje, ¿qué podían decirnos sobre el comportamiento de las estrellas en los halos de las galaxias en rotación? Toma esa, ¿no te la esperabas? Pues pocos, pocos se llodean los en galaxias, pero vamos, nos falta el fluido intermedio, a no ser que recuperemos el éter, o nos podamos apoyar de alguna forma en ondas gravitatorias, en fin, poco, digo yo que no tiene nada que ver. Vale. Hay bastante sobre inteligencia artificial; bueno, antes que nada también preguntaba. Lanzaba también Tomás otra para Gastón: ¿Qué pasaría si una horda enardecida de poetas, vitalistas y filósofos postmodernos que más el libro sobre agujeros negros que ha…