INSTITUTO TECNOLÓGICO DE HERMOSILLO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE HERMOSILLO Departamento: Metal Mecánica Carrera: Ingeniería Mecánica Maestro: César Mesinas Cortés Kathia María Campa Villa 15330040

INDUSTRIA

AEROESPACIAL

EN LA PRÁCTICA DE LA INGENIERÍA MECÁNIA Materia: Fundamentos de la Investigación

INTRODUCCIÓN “El laberinto del Minotauro que se encontraba en Creta y que fue creado por orden de Minos es muy conocido. Pero, ¿quién fue su creador? ¿Por qué se creó? Mostramos las respuestas a estas preguntas. Si había un gran escultor y arquitecto en la antigua Grecia ése era Dédalo, quien protagoniza infinidad de relatos antiguos gracias a sus habilidosas artes. Debido al éxito que tenía, creía que nadie le podía superar. Hasta que un día, un discípulo suyo llamado Talos, que además era su propio sobrino, demostró ser mucho más habilidoso que él. Inventó una herramienta que resultaría muy útil a la hora de trabajar: la sierra. Para crearla se había inspirado en los dientes de las serpientes. Dédalo no podía creer que un simple discípulo le hubiese superado en algo tan simple e ingenioso. Por ello, un día citó a su sobrino en lo alto de la acrópolis y lo lanzó desde lo alto de ésta, provocándole instantáneamente la muerte. El tribunal de la ciudad decidió expulsarle y siendo exiliado encontró refugio en la isla de Creta, donde gobernaba el rey Minos. Minos le dio una gran bienvenida y le acogió en su propia corte. En ella, Dédalo llevó a cabo trabajos de diferentes ámbitos, destacando por ejemplo una enorme estatua de bronce que serviría de símbolo para la defensa de la ciudad. En Creta habitaba un horrible monstruo, el Minotauro, mitad hombre mitad toro. Minos quería encerrarlo para que dejara de causar estragos. Por ello, encargó a Dédalo la construcción de un laberinto en la ciudad para poder encerrar a la bestia, a la que llegaron a adorar. El arquitecto hizo un gran laberinto con infinidad de pasillos y recovecos, de tal manera que era prácticamente imposible hallar la salida. Únicamente la conocían él y la hija de Minos, Ariadna. Cuando Teseo llegó para matar al Minotauro, Ariadna compartió con él su secreto y salió victorioso. Debido a ello, Minos decidió castigar a Dédalo encerrándole junto con su hijo, Ícaro, en el laberinto. Tras largo tiempo perdidos en el laberinto, por fin Dédalo tuvo una idea de cómo poder salir de allí. Con motivo de hacer una ofrenda al rey, pidió plumas y cera. Con ello creó unas alas para su hijo y para él y tras probar que verdaderamente servían, se las colocaron y alzaron el vuelo. Antes de hacerlo Dédalo previno a su hijo de que no se acercase mucho 1al sol, ya que con el calor que desprendía la cera se podría derretir; tampoco podía acercarse mucho al mar, porque la sal endurecería las alas y con el peso caería. Por fin emprendieron el vuelo y manteniéndose siempre a una altura razonable, comenzaron su viaje. Sin embargo, 1

Dominio Público. Icarus and Daedylus

a pesar de las advertencias de su padre, deseaba admirar todo cuando le rodeaba y fue ascendiendo para poder visualizarlo mejor. La consecuencia que esto tuvo fue que se acercó tanto al sol que la cera se derritió, por lo que las alas quedaban destruidas e Ícaro cayó al mar y murió; más tarde recibiría el nombre de mar Icario. Dédalo llegó por fin a tierra. Llegó hasta Cumas, en Italia, donde levantó un templo en honor al dios Apolo. Desde allí se fue a Sicilia, territorio gobernado por Cócalo. Allí consiguió estar protegido frente a la furia de Minos, que invertía todos sus esfuerzos en apresarle, pero la mala fortuna le acompañó y murió en el empeño. Allí vivió Dédalo hasta su muerte, llevando a cabo grandes obras gracias a su gran talento.”2

Aunque este relato de la mitología griega vaya más con dejarnos una moraleja a cerca de la obediencia, la elegí por el hecho que muestra la curiosidad del ser humano de imitar a las aves del cielo, el intentar hacer sus alas para así lograr elevarse y volar. Antes de los inicios e investigaciones de lo que en la actualidad conocemos como la industria aeroespacial el ser humano por su naturaleza desarrolló su inquietud por entender el comportamiento de lo que lo rodea y el desear imitarla, principalmente la naturaleza, quien ha sido su mayor inspiración. Desde tiempos antiguos el sueño del hombre siempre ha sido alcanzar el cielo. Hace un poco más de 100 años, este año logro ser realizado el 17 de diciembre de 1903 por los hermanos Wright, eliminando fronteras, haciendo las distancias más cortas y ampliando las posibilidades de las personas. En la actualidad sabemos que este es solo un relato ficticio con un mensaje y que realmente no podríamos volar con alas hechas de pluma y cera, porque el diseño de las alas es más complejo que esto, además de que requiere aplicación de distintas tecnologías e ingenierías para hacer posible esto. Dicho lo anterior sobre la práctica de la industria aeroespacial y recalcando el gran auge que está teniendo en la actualidad, es el motivo por el cual decidí elegir este tema para mi ensayo. Esta industria se está desarrollando exponencialmente y a su vez permitiendo mejorar la economía de los países por la generación de empleos y tecnologías que trae consigo. Mi experiencia en el desarrollo de este ensayo fue muy interesante y buena porque aprendí mucho más sobre esta área, y pude aportar información útil a todos aquellos que estén interesados en el tema. 2

Santiago, M.. (2012). Mitología griega: Ícaro y Dédalo. 06/12/2015, de Red Historia Sitio web: http://redhistoria.com/mitologiagriega-icaro-y-dedalo/#.VmX9lHYvcdV

INGENIERÍA MECÁNICA EN EL DESARROLLO DE LA INDUSTRIA Para empezar, ¿qué es en sí la ingeniería? La palabra “ingeniería” es un derivado del latín “ingeniere”, lo cual significa diseñar, o dispositivos, lo cual también forma de la forma base de la palabra “ingenio”. Esos significados son lo bastante apropiados para unir las características de un buen ingeniero. En un nivel muy fundamental, los ingenieros se encargan de aplicar su conocimiento de matemáticas, ciencia y materiales, así como sus habilidades en comunicaciones y negocios, para desarrollar nuevas y mejores tecnologías. A diferencia de experimentar a prueba y error, los ingenieros han sido enseñados y preparados para aplicar las matemáticas, principios científicos y simulaciones en computadora como herramientas para crear diseños de una manera más rápida, precisa y económica. En este sentido, el trabajo de un ingeniero difiere del de un científico, quien normalmente su énfasis está en el descubrimiento de nuevas leyes físicas en vez de la aplicación de ese fenómeno en el desarrollo de nuevos productos. La ingeniería es en esencia un puente entre el descubrimiento científico y aplicación de productos. La ingeniería no podría existir por el bien de la aplicación de matemáticas, ciencia, computación en sí o la promoción. En cambio, la ingeniería es el conductor social y económico del desarrollo y una parte integral en el ciclo del negocio. Dentro de

la ingeniería

hay diversos

campos, adentrándonos en

uno

específicamente, la ingeniería mecánica, el cual representaba en el 2008 el 15% de todos los ingenieros. Este campo encierra las propiedades de fuerzas, materiales, energía, fluidos y movimiento, al igual que la aplicación de aquellos elementos para diseñar productos que logren el avance de la sociedad y mejoren la vida de las personas. El Departamento de Trabajo de Estados Unidos describió a la profesión como: Los ingenieros mecánicos investigan, desarrollan, diseñan, fabrican, prueban herramientas, motores, máquinas y otros dispositivos mecánicos. Ellos trabajan en máquinas productoras de energía, como los generadores de electricidad, motores de combustión interna, motores de vapor, turbinas de gas, motores a reacción y cohetes. Ellos a su vez también desarrollan máquinas que usan energía como las

refrigeraciones, equipos de aire acondicionado, los robots usados en la manufactura, herramientas de las máquinas, sistemas de materiales y la producción de equipo industrial.

Los ingenieros mecánicos son conocidos por su amplio alcance para trabajar en una amplia gama de máquinas. Algunos ejemplos incluyen sensores aceleradores micro electromecánicos usados en las bolsas de aire de los automóviles; sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado en oficinas, edificios; equipo pesado de construcción fuera de carretera; vehículo híbridos; engranajes, cojinetes y otros componentes de maquinaria; implantes de cadera artificiales; buques de investigación de aguas profundas; sistemas de manufactura robótica; válvulas cardiacas de reemplazo; equipos no invasivos para la detección de explosivos; y naves espaciales de exploración interplanetaria. La oficina de Estadísticas Laborales de E.E.U.U predice un incremento de que cerca de 10,000 trabajos para ingenieros mecánicos para el año 2016. Una licenciatura en ingeniería mecánica también puede ser aplicada en otras especialidades, como ingeniería de manufactura, automotriz, civil o aeroespacial. Mientras la ingeniería mecánica es comúnmente considerada como uno de los campos tradicionales de ingeniería más amplio, hay muchas oportunidades para la especialización en la industria o tecnología de interés. Por ejemplo, un ingeniero en la industria de aviación puede enfocar su carrera tecnologías avanzadas para el enfriamiento de turbinas en motores de jet o en el vuelo por sistemas de cable para el control del vuelo de un avión.

APORTACIONES DE LA INGENIERÍA MECÁNICA EN LA INDUSTRIA AEROESPACIAL El programa Apollo es quizás único entre los logros de ingeniería en la manera que los avances tecnológicos y espíritu de exploración fueron combinados. También a su vez las fotografías de la Tierra que han sido tomados desde fuera de ella en perspectiva del espacio han cambiado como nos vemos nosotros mismos y nuestro planeta. Apolo, exploración planetaria y los satélites de comunicación hubiesen sido imposibles sin la iniciativa, dedicación y esfuerzo de miles de ingenieros mecánicos. Fig 2. El Mars Exploration Rover es un laboratorio de geología móvil utilizado para estudiar la historia del agua en Marte. Ingenieros mecánicos contribuyeron al diseño, propulsión, control térmico y otros aspectos de estos vehículos robóticos. Cortesía de la NASA

Fig 3. El astronauta John Young, comandante de la misión Apolo 16, salta de la superficie lunar en el sitio de aterrizaje de Descartes como él saludó a la bandera de Estados Unidos. El vehículo itinerante está aparcado delante del módulo lunar. Cortesía de la NASA

Hay que mencionar, además, que el desarrollo del avión y tecnologías relacionadas para la seguridad de vuelo son un logro de la profesión de la ingeniería mecánica. Aviación comercial de pasajeros ha creado oportunidades de viaje para negocios y

fines recreativos, los viajes internacionales en particular han hecho el mundo más pequeño y más interconectado. Los primeros exploradores necesitaron seis meses para poder cruzar Norte América; el viaje tardaba dos meses en buques de vapor, en tren 4 días. Hoy en día, este recorrido toma 6 horas en un jet comercial, además de que mucho más seguro, cómodo de lo había sido antes. Los ingenieros mecánicos han desarrollado o contribuido a casi todos los aspectos de la tecnología para aviación. Una de las principales contribuciones ha sido en el área de propulsión. Los primeros aviones fueron impulsados por motores de combustión de interna de émbolo así como motores de 12 caballos de fuerza como el que usaron en el primer vuelo por los hermanos Wright. Avances en aviones militares de alto rendimiento incluyen motores de turboventilador vectorizada que permiten al piloto redirigir el empuje del motor para despegues y aterrizajes verticales. Los ingenieros mecánicos diseñan sistemas de combustión, turbinas y control de sistemas para tales motores de jet avanzados. Tomando ventaja de la facilidad de prueba como túneles de viento, también tienen liderado el diseño de turbinas, desarrollo de control de sistemas y descubrimiento de materiales ligeros de grado aeroespacial, incluyendo aleaciones de titanio y compuestos epoxi de grafito reforzado con fibras.

Fig 3. Este prototipo de X - 48B, una aeronave de ala - cuerpo mezclado, está siendo probado en el túnel de viento a gran escala en la NASA Langley Research Center en Virgina . Cortesía de la NASA.

Industria Aeroespacial La industria Aeroespacial es una industria de alta tecnología que genera una grande gama de productos y servicios que repercuten en muchos sectores para el funcionamiento del mundo, desde las comunicaciones, el transporte hasta la seguridad y defensa. Esta se mantiene en una constante innovación, desarrollando nuevas tecnologías y materiales. Requiere con una ingeniería avanzada tanto en áreas del dominio sistémico como especializadas. En esta industria no solo laboran ingenieros aeroespaciales, sino también una gran cantidad de ingenieros mecánicos, mecatrónicas, en telecomunicaciones, electrónicos, en materiales, químicos, civiles, en computación, informática, así también como industriales. El enfoque primario se encuentra en el diseño, construcción, pruebas y evaluación de dispositivos que puedan moverse en la tanto en atmosfera como en el espacio. Es un amplio enfoque que puede incluir vehículos tan simples como trineos, bicicletas, o automóviles y a su vez tan complejos aviones de combate de alto rendimiento como el F-22 Raptor, o aeronaves como “Space Shuttle”. La industria necesita un enfoque en las 4 principales disciplinas necesarias para el entendimiento del diseño para lograr el éxito de este como la seguridad al operarlo: aerodinámica, aviónica, ciencia de los materiales y propulsiones. Ingenieros de otras disciplinas como mecánicos, químicos, ciencias de la computación e incluso industriales trabajan juntos para hacer un equipo de ingenieros que asistan para el diseño de las aeronaves. Comenzando, la aerodinámica es el estudio de como el movimiento a través de un fluido afecta ambos el vehículo y el fluido. Cuando pensamos en aviones, es importante saber que el dispositivo debe generar sustentación suficiente para ir contra atracción de la gravedad. Pero es tan importante que se puede predecir que tanto poder y energía se va a gastar cuando las fuerzas como la fricción y el arrastre lento del paso de la nave. Actualmente se invierte mucho tiempo en perfeccionar los diseños para asegurar que el producto resultante sea lo más eficiente posible.

Posteriormente esta la aviónica, ciencia de sistemas electrónicos y eléctricos. Ingenieros en esta área pasan gran tiempo diseñando sistemas que permitan la comunicación entre las personas, recolección de información de cómo la aeronave está trabajando y así poder proveer información al piloto y los otros controladores. La aviónica se define como el estudio instrumentación eléctrica y mecánica que indica el status, condición, actitud y futura condición del vehículo. También incluye controles para la comunicación, navegación, motores y movimiento del dispositivo. Combina elementos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas junto con elementos humanos como psicología y fisiología. Continuando con la ciencia de los materiales, el entendimiento de esta permite diseñar aeronaves fuertes aunque ligeras, rígidos pero flexibles, durables y además reparables, y a su vez seguras para su uso en construcción, mantenimiento, reparamiento y etapas de eliminación del ciclo de vida de la aeronave. Este campo ha tenido un gran rol en el diseño exitoso del dispositivo, ya que evolucionado de usarse manera a meta y finalmente de componer materiales para la construcción de ambos aviones y aeronaves como cohetes. La propulsión es la ciencia del motor. Independientemente si estamos confiando en la fuerza de gravedad, un motor de émbolo, un jet o un cohete, la propulsión representa la capacidad de despegue, acenso y mantención del vuelo durante un largo alcance. A través de la historia de la aviación, mejoras en los motores han ido en paralelo a la expansión de las capacidades de los aviones.

Fig 4. Guide to Propulsion. Fuente: NASA

La ingeniería mecánica dentro de estas cuatro disciplinas se desarrolla principalmente en la aviónica y propulsiones. Si hemos de elegir una de las dos, la más propia sería la de propulsiones, la cual es la ciencia del motor. PROPULSIÓN, LA CIENCIA DEL MOTOR Examinaremos por consiguiente lo que son las propulsiones más a fondo, la palabra deriva de dos palabras en Latín: pro que significa antes o hacia adelante, y pellere que significa manejar. Propulsión se define como

el

empuje

hacia

adelante

o

direccionar/hacer dirigir un objeto hacia adelante. Un sistema de propulsión es una máquina que produce un empuje para hacer el objeto mover/empujarse hacia adelante. En los aviones el empuje es usualmente generado por medio de una aplicación de la tercera ley de Newton sobre la acción y la reacción. Un gas o un fluido de trabajo, es acelerado por un motor y la reacción a esta aceleración produce una fuerza en el motor. Fig 5. El transbordador espacial tenía un número de piezas reutilizables. Propulsores de combustible sólido en ambos lados fueron recuperados y reabastecidos de combustible después de cada vuelo, y todo el orbitador regresaron a la Tierra para su uso en los vuelos subsiguientes. El gran depósito de combustible líquido se gastó. El transbordador espacial era un complejo conjunto de tecnologías, empleando tanto el combustible sólido y líquido y baldosas de cerámica pioneras como escudos térmicos reentrados. Como resultado, se permite lanzamientos múltiples en lugar de un solo uso cohetes. (Crédito: NASA)

Una derivación general de la ecuación de empuje nos muestra que la cantidad de empuje generado depende del flujo de masa a través del motor y la salida de velocidad del gas. Existen diferentes sistemas de propulsiones que generan el empuje en formas ligeramente distintas. Las cuatro principales son: la hélice, el motor de turbina (o jet), el estatorreactor y el cohete. Para comprender mejor por qué la necesidad de distintos tipos sistemas de propulsión. Debemos de pensar en la primera ley de Newton, nos daremos cuenta

que un sistema de propulsión de un avión debe de servir para dos propósitos. El primero, el empuje del sistema de propulsión deberá balancear el arrastre del avión cuando está volando. En segundo, el empuje del sistema de propulsión deberá exceder el arrastre para que el avión acelere. En efecto, la mayor diferencia entre el empuje y el arrastre, se le llama exceso de empuje, lo mayor rapidez para la aceleración del avión. Algunos aviones, como aviones de aerolíneas o de carga, pasan la mayor parte de su vida en condición de viaje. Para estos aviones, el exceso de empuje no está importante como la alta eficiencia del motor y el bajo consumo del combustible. Ya que el empuje depende tanto de la cantidad de gas movido y la velocidad, puede generar un gran empuje mediante la aceleración de una gran masa de gas en una cantidad pequeña o mediante la aceleración de una pequeña masa de gas por gran cantidad. Por la eficiencia aerodinámica de las hélices y los ventiladores, es que más combustible eficiente para acelerar una gran más por pequeña cantidad. Ese es el motivo por el cual nos encontramos con ventiladores de alta derivación y turbohélices en aviones de carga y aviones. Otros aviones, como de combate o experimentales de alta rendimiento, requieren de un gran exceso de empuje para acelerar rápidamente y para superar el gran empuje asociado con altas velocidades. Para estos aviones, eficiencia del motor no es tan importante como el gran alcance de empuje. Aviones modernos militares normalmente usan sistemas de postcombustión en bypass bajo turboventiladores. Los aviones hipersónicos en el futuro emplearán algún tipo de estatorreactor o propulsión de cohetes.

Fig 6. Cortesía de la NASA

Prosigamos nuestro análisis acerca de los sistemas de propulsiones enfocándonos en el de los cohetes. Durante y después de la Segunda Guerra Mundial, hubo un numero de aeronaves propulsadas por cohetes construidos para explorar el vuelo de alta velocidad. El X-1A, usado para romper la “barrera del sonido” y el X-15 fueron aeronaves propulsadas por cohetes. En un motor de cohete, el combustible y una fuente de oxígeno, llamada oxidante, son combinados y explotados en una cámara de combustión. La combustión produce gases de escape calientes que pasan a través de una boquilla para acelerar el fluido y producir el empuje. Para un cohete, el gas acelerado o el fluido de trabajo, es gas de escape caliente producido durante la combustión. Es distinto al fluido de trabajo que se puede encontrar en motores de turbina o hélices de aeronaves propulsadas. Estos usan el aire de la atmosfera como fluido, pero los cohetes usan la combustión de gases de escape. En el espacio no hay atmosfera a sí que las turbinas o hélices no podrían trabajar ahí. Esto explica porque los cohetes pueden funcionar afuera en el espacio y los motores de turbina y hélices no. Hay dos principales categorías en los motores de cohetes: cohetes líquidos y sólidos. En los cohetes líquidos, el propulsor, el combustible y el oxidante, son almacenados separadamente como líquidos y son bombeados en la cámara de

combustión de la boquilla, donde se queman. En un cohete sólido, los propulsores son combinados juntos y almacenados en un cilindro sólido. Bajo condiciones normales de temperatura, los propulsores no se queman; pero si lo harán cuando se expongan a una fuente de calor proporcionado por un encendedor. Una vez que comienza a quemarse, en un cohete sólido se debe destruir la caja para parar el motor. Los cohetes líquidos tienden a ser más pesados y complejos por las bombas y tanques de almacenamiento. Los propulsores se cargan en el cohete antes del despegue. Un cohete sólido es mucho más fácil de manejar y puede permanecer almacenados por años antes de usarse. Con respecto a lo anterior ahora hablaremos específicamente de los cohetes líquidos. El empuje es producido según la tercera ley de Newton del movimiento conocido como “cada acción tiene una reacción igual y opuesta”. La cantidad de empuje producido por el cohete depende en la tasa de flujo másico a través del motor, la velocidad de salida de los gases de escape y la presión en la boquilla de salida. Todas estas variables dependen en el diseño de la tobera. El área de sección transversal más pequeña de la boquilla se llama la garganta de la tobera. El flujo de escape caliente “ahogado” en la garganta, lo que significa que el número Mach es igual a 1,0 en la garganta y la masa m dot caudal está determinado por el área de la garganta. El área de radio de la garganta hasta la salida Ae marca la velocidad de salida Ve y la velocidad de presión pe. La velocidad de presión sólo es igual a la presión libre de corriente en la alguna condición de diseño. Debemos,

por consiguiente, usar la versión larga de la

ecuación de empuje generalizada para describir el empuje del sistema. Si la presión libre de corriente es dada por p0, la ecuación de empuje F se convierte: F= m dot * Ve + (pe – p0) * Ae Nótese que no hay masa multiplicada por la corriente libre en términos de velocidad en la ecuación de empuje, porque no hay aire externo a bordo. Debido a que el oxidante a bordo del cohete puede generar empuje en el vacío donde la hélice no funcionaría porque usan el aire como oxidante para la combustión.

La ecuación de empuje mostrada funciona para ambos, cohetes líquidos y sólidos. También hay un parámetro de eficiencia llamado impulso específico, el cual funciona para ambos tipos de cohetes y simplifica el análisis de rendimiento para cohetes.

Fig 7.https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/lrockth.html Fuente: NASA

Importancia de la industria aeroespacial para la economía actual Desde el año 2002, ha crecido un 20% la industria aeroespacial. En México se encuentran más de 200 empresas trabajando en esta rama, en 16 estados de la República, generando más de 30 mil empleos. El estimado total de la inversión directa nacional y extranjera reciente se encuentra de los 15 millones de dólares. Se ésta buscando implementar una plataforma industrial competitiva en menos de 10 años.

Fig 8. Airbus España inició el proyecto piloto Futuras y con el uso de un robot que trabaja junto a un operador en el remachado de piezas. Proporcionada por AirBus

En México la industria aeroespacial se encuentra formada principalmente por empresas extranjeras que han visto a México como un lugar atractivo para trabajar por la mano de obra barata y de buena calidad. Esta industria se clasifica en compañías armadoras (OEMS, como Boeing y Airbus), las cuales proveen de primera línea o Tier 1; de segunda Tier 2 y 3. Representando el capital mexicano el 22% de las firmas de las suministradoras. En nuestro país, las certificaciones internacionales son validadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes por medio de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC), cerca de las 270 empresas cuentan con el ISO-9001 y poco menos de un tercio con AS9100. Estas certificaciones duran de 10 a 15 años. Debido a que están certificadas y que están en cercanía con EEUU, Volare (firma de ingeniería mexicana especializada en diseño de interiores de aviones) recibe más de 5 cotizaciones por semana. Ha hecho proyectos para Grupo Zodiac Aerospace, Bombardier, VivaAerobus, Aeroméxico y Rockwell Collins.

Fig 9. Forbes México. La prueba de fuego para la industria Aeroespacial. El sello Tendencias del sector

“Actualmente el sector aeroespacial está en una nueva dinámica, en la que los nuevos desarrollos están impulsados por la industria a través de grandes inversionistas y programas de impulso gubernamental que dan acceso al espacio a un menor precio. El cierre del programa de transbordadores espaciales de la NASA ha supuesto una nueva oportunidad para muchas empresas del sector, y algunas que ya trabajan en este sentido son SpaceX, Sierra Nevada Corporation, Bigelow Aerospace, XCOR Aerospace, Armadillo Aerospace, Boeing, Space Adventures, Virgin Galactic, Blue Origin, entre otras; lo cual liberará fondos gubernamentales para realizar misiones más ambiciosas. Recientemente la empresa SpaceX realizó con éxito el lanzamiento de una cápsula Dragon a bordo del cohete Falcon 9, en la que también fue lanzado un satélite de comunicaciones; ésta misión llamada Commercial Resupply Services o CRS-1, supuso la primera de doce que contrató la NASA en 2008, como medio para abastecer a la Estación Espacial Internacional y sin duda, marca una nueva etapa para el desarrollo y explotación comercial de los servicios de lanzamiento y transporte espacial. La Ingeniería en la Industria Aeroespacial Academia de Ingeniería de México 17. Esta tendencia cambia los esquemas de desarrollo del sector, en los cuales el gobierno es el principal inversionista y desarrollador para acceso a órbita baja. Aún con esta tendencia, se identifica que el desarrollo satelital para fines gubernamentales y los sistemas para exploración robótica y humana del cosmos seguirá siendo una labor financiada principalmente por los gobiernos. Un área que se espera siga creciendo a pasos acelerados es la del uso y aprovechamiento de Sistemas Globales de Navegación Satelital (GNSS); así como la actualización y fabricación de estos sistemas por parte de EUA (GPS), Rusia (GLONASS), la Unión Europea (Galileo), China (Compass), Japón (QZSS) e India (IRNSS). Las aplicaciones que se vislumbran con mayor uso, son los sistemas de control de vuelo y navegación aeronáutica, manejo de flotillas y sistemas de logística, transporte público y marítimo. Ante el panorama que muestra la industria aeroespacial para los próximos veinte años, se espera un gran impulso al desarrollo de aplicaciones en tecnologías de la información para simulación, control y operación de sistemas espaciales. Desarrollos en electrónica y nuevos materiales que a la vez están modificando los procesos de manufactura que tendrán que seguir garantizando su factibilidad y reduzcan costos y riesgos. Sólo de esta manera el acceso al espacio será cotidiano y rentable.

Debido a esto, se estima que a futuro, los sistemas espaciales sean un desarrollo realizado entre múltiples naciones, que amplíe la base de proveedores de componentes y materias primas para el sector. El crecimiento de las bases mundiales de manufactura espacial estará en países que ofrezcan condiciones de protección de información y tecnologías. Las reglamentaciones de protección a la transferencia tecnológica, como el International Traffic in Arms Regulations (I.T.A.R.) de los EUA, frena la expansión de una base industrial para una gran cantidad de países, por lo que sólo países que puedan garantizar protección de tecnologías, podrán incursionar seriamente como proveedores y grandes fabricantes para las empresas líderes del sector.”3

La economía de la industria aeroespacial mexicana “Las exportaciones mexicanas de productos aeroespaciales han crecido de manera extraordinaria a pesar de la crisis de 2009 (cuando tuvo una caída del 18% respecto a 2008), en los últimos diez años tuvo un crecimiento a tasa anual de 19%; en 2012 fueron de 1 mil 267 millones de dólares y para 2012 se estima que hayan crecido a 7 mil 500 millones de dólares. Por su parte, para 2011 las importaciones en este sector fueron de 3 mil 782 millones de dólares, por lo que la balanza comercial aeroespacial de México tiene un superávit de 555 millones de dólares, condición que se ha mantenido desde hace diez años. La Ingeniería en la Industria Aeroespacial Academia de Ingeniería de México 20 Gráfica 9. Importaciones y exportaciones de la industria aeroespacial mexicana México es el país con más inversiones en manufactura aeroespacial del mundo. En el periodo 1990-2010 ha recibido un total de 43 inversiones, por encima de China (39) y Estados Unidos (29), esto incluye inversiones de los principales fabricantes de partes originales (OEMs por sus siglas en inglés) y proveedores de servicios (ICF SH&E, 2011). El crecimiento en las inversiones, las exportaciones y en general del sector en su conjunto, genera condiciones muy favorables para su desarrollo y una perspectiva positiva para el futuro. Se estima que se podrían alcanzar para 2021, exportaciones por un valor de 12 mil 267 millones de dólares en un escenario optimista que puede aumentar, además su impacto

3

Moran, C., & Hernández, A. (2013). Tendencias en el Sector. En La Ingeniería en la Industria Aeroespacial (77). México: Academia de Ingeniería de México.

en el Producto Interno Bruto (PIB) nacional fue de 0.1% (2010) y aumentó a 0.7% (FEMIASE, 2012).

Fig 10. La Ingeniería en la Industria Aeroespacial Academia de Ingeniería de México 21

Mayores inversiones en manufactura aeroespacial México como proveedor de la industria aeroespacial estadounidense En 2011 el valor de los envíos a la industria aeroespacial estadounidense fue de 174 mil 900 millones de dólares y empleó a 487 mil 600 trabajadores. En este contexto, México se ubicó en el 6° lugar, de los principales proveedores extranjeros para la industria aeroespacial estadounidense en 2011, con un valor de 1,377 millones de dólares (3.58% de las importaciones). Esto representa un crecimiento muy importante si se toma en cuenta que en 2001 se ubicó en el 12° lugar, con un valor de 63.5 millones de dólares (0.36%).”)4

4

Morán, C., & Hernández, A. (2013). Industria Aeroespacial en México. En La Ingeniería en la Industria Aeroespacial (77). México: Academia de Ingeniería de México.

CONCLUSIÓN En conclusión, el ser humano a medida de que ha ido investigando e incrementando su conocimiento ha logrado nuevas cosas que antes no se hubiese creído posible. Todo esto ha sido posible también gracias a la capacidad de asombro, curiosidad y creatividad. Como se mencionó anteriormente la ingeniería es el puente que conecta las investigaciones científicas a cosas tangibles para facilitar la vida del ser humano y hacer posible todo aquello que había imaginado, como alcanzar el cielo, hasta incluso el espacio. Esta industria repercute en muchos de aspectos de desarrollo de un país, en cosas simples como el comunicarnos, transportarnos, hasta en más complejas que muchas veces ni nos percatamos como la seguridad y defensa. El desarrollo de la industria aeroespacial no hubiese sido posible su si no fuese por la aplicación de diversas ramas de la ingeniería que aportan su conocimiento y su trabajo como la mecánica, química, materiales, eléctricos, electrónicos, entre muchos otros. El descubrimiento de nuevas tecnologías va de la mano con esta industria que está creciendo en términos exponenciales, siendo parte fundamental de la economía de muchos países. Los ingenieros mecánicos han sido parte importante del desarrollo de esta industria, principalmente en las disciplinas de aviónica y propulsiones, han sido parte de destacados desarrollos como la misión Apolo, creación de avión, sistema de exploración sobre la historia de agua en Marte, entre muchas otras. Actualmente esta industria en nuestro país está requiriendo gran demanda, y cada vez llegan más empresas extranjeras para buscar a mexicanos que quieran desarrollarse en este ámbito.

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