Inteligencia artificial, robótica, historia y algo más.

22/10/13

Quantum 2013: de cómo la ciencia ayudó a ganar una guerra

Hoy publico la charla que tuve la oportunidad de impartir en el marco del Passion For Knowledge. Este es un encuentro organizado por el DIPC de Donostia, el cual está dirigido por Pedro Miguel Echenique. En este encuentro, acostumbran a traer a Premios Nobel o científicos de contrastado prestigio para que den charlas a público general y a escolares. En esta edición, por ejemplo, acudieron Juan Ignacio Cirac, Jocelyn Bell, Amand Lucas, Rafael Yuste, entre otros.

Y entre tanto talento, este año nos colamos algunos colaboradores de Naukas, y ahí es donde entra el que escribe estas líneas. Concretamente, quise hablar de ergonomía, la cual es una disciplina científica no muy conocida, muy reducida a lo simple por el público general, y cómo es una parte imprescindible de que cualquier adelanto tecnológico tenga éxito y penetre en la sociedad. Es decir, una ciencia nueva o una tecnología no va a tener éxito por sí misma, sino también por cómo se adapte su uso al ser humano. Un ejemplo es el iPhone, donde su mayor valor añadido (sobre todo en su lanzamiento) fueron los gestos de los dedos, que ahora todas las marcas imitan como el pinch-to-zoom, or pinch-to-close. Es tecnología, sí, pero sobre todo es un éxito de la ergonomía: define la manera en la que se usa la tecnología del teléfono (pasar de menú, ver las fotos, apagarlo, etc).

Esto también ocurrió durante la IIGM, y eso es lo que intento defender en la charla que os dejo a continuación (pulsar sobre la foto):


o si lo preferís, aquí en YouTube.

Y a continuación os dejo la presentación en Slideshare:






Estos temas me traen a la memoria mis primeros pasos en el mundo laboral, en el que me tocaba averiguar cómo evitar algunos tipos de accidentes o cómo hacer un coche más seguro solo con paneles de instrumentación. En general siempre me he sentido intrigado de cómo procesa la información el cerebro, o por qué los límites de unos son distintos que los límites de otros.

Me llevó varios meses de investigación preparar la charla, en la que tuve el placer de entrar en contacto con gente que estuvo en los comienzos de la ergonomía, y leí y consulté estos libros para transmitir las ideas con rigor:



y un montón de papers científicos.

Además, me enviaron una joya de documento: está citado en la charla, y es el informe de 460 accidentes que realizó Paul Fitts para el gobierno de EEUU, titulado Analysis of Factors Contributing to 460 "Pilot Error" Experiences in Operating Aircraft Controls. Lo podéis descargar de aquí. 

Por último, en esta ocasión sí que tuve la oportunidad de conocer a espectadores que se acercaron a comentar la charla. Concretamente, fueron @TxoniMatxain y @xabierjota. La interacción con el público es algo que yo valoro mucho, tal y como cuento aquí. Me agradó mucho la pequeña charla que tuvimos, y Xabier me puso sobre la pista del tanque T-34, el cual es el considerado mejor tanque de la Unión Soviética durante la IIGM. ¿Pero a qué cuento viene con mi charla? He conocido que es imprescindible no hablar de los puntos fuertes de este tanque (blindaje, potencia de fuego y movilidad), sin hablar de los puntos débiles: ergonomía, facilidad de manejo y habitáculo para los soldados. Tal y como dice aquí, los tanques alemanes eran menos potentes, pero capaces de disparar dos veces antes de que lo hiciera el T-34. Esto fue clave en la mayor batalla de tanques de la historia: la batalla de Kursk, contada excepcionalmente aquí. De hecho, los rusos tenían un curioso sistema para elegir operarios para este tanque, y es que cualquier persona pequeña era automáticamente asignados (fuente).

El tanque T-34, las ametralladoras de los primeros aviones, los sistemas de comunicación entre piloto y copiloto, o el curioso sistema de desvío de balas de Roland Garros forman parte de la historia de la ergonomía, y seguro que dará lugar a más entradas en este blog.

Y a quien crea que esto de la ergonomía es una tontería, le recomiendo que eche un vistazo a esta noticia sobre el grave accidente de Spaniar hace unos pocos años.



ACTUALIZACIÓN (14 nov)
En el libro Breve Historia de la Incompetencia Militar, he leído un párrafo bastante significativo de lo que quise transmitir en la charla:

Ploesti encontró su perdición principalmente a causa de las bombas lanzadas por el bombardero B-24, el Liberator, el más fabricado durante toda la guerra. En 1939 el ejército estadounidense comprendió que un bombardeo a larga distancia desempeñaría un papel clave en cualquier guerra futura y buscó actualizar la fuerza de su bombardero B-17. El Liberator era una máquina con imperfecciones, puesto que le era difícil volar cargado de combustible y los sistemas hidráulicos a menudo se estropeaban. Olía a combustible de avión, hacía un frío glacial en él, no estaba presurizado, aunque volase a altitud media, y no poseía la mínima comodidad, hasta el punto de que su tripulación tenía que orinar en un tubo. Sin embargo, transportaba montones de bombas, volaba largas distancias y destruyó gran parte de Europa. En tiempos de guerra, esto se considera un éxito atronador.

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15/10/13

La falacia del cohete y el péndulo

Robert Goddard (1882-1945) comenzó a soñar con la posibilidad de enviar humanos al espacio cuando a los 16 años leyó la novela de Wells, La Guerra de los Mundos. En este artículo, se explicará una de esas ideas.

Goddard diseñó en 1926 el primer cohete con combustible líquido. Lo probó en la granja de su tía Effie, en la ciudad de Auburn, junto a su mujer y un investigador de la universidad de Clark.



Hay interesantes anotaciones en el diario que hizo sobre el lanzamiento. Sin embargo, este cohete no era nada estable, y sobre eso versa el artículo de hoy. Concretamente, Goddard tropezó en la falacia del péndulo y el cohete. 

Tal y como se aprecia en la foto, Goddard en aquel mes de marzo situó el motor en la parte superior del cohete, y el depósito de combustible en la parte inferior. Su teoría era que si se ponía el motor en la parte superior, éste tiraría en sentido contrario a la gravedad del cohete de una manera más eficiente que en la configuración contraria. Al igual que la bolita del péndulo alinea a la cuerda de manera perfectamente vertical. De hecho, el modelo de cohete era un diseño para alcanzar grandes alturas, tal y como lo demuestra su estudio: a method of reaching extreme altitudes. Sin embargo, esto que parece que es tan intuitivo, no era verdad. ¿Qué ocurría?

Sin tener en cuenta las fuerzas aerodinámicas, podemos considerar sobre el cohete la fuerza de la gravedad, y la reacción del motor. La fuerza de la gravedad actúa sobre el centro de masas del sistema. En cuanto a la reacción del motor, debido a las imperfecciones de fabricación y vibraciones, es bastante complicado mantenerlos perfectamente alineados. De manera que tendríamos algo así (de manera muy simple).



Y esto impide que el cohete ascienda de manera vertical. Se ha creado un momento que vuelve la dirección del cohete totalmente inestable e impredecible.

Para estabilizar la trayectoria del cohete, se usan unas pequeñas aletas en la parte inferior, que impiden en gran medida los cambios de trayectoria.



Según la Wikipedia, el cohete de Goddard hubiera sido más estable con estas aletas. Su cohete voló 12,5 metros y aterrizó a unos 56m más lejos.

Goddard es considerado ahora uno de los padres de la cohetería. Sin embargo, no fue así durante su tiempo, ya que fue ridiculizado por algunas de sus teorías en este campo. También trabajó y dio solución a algunos problemas fundamentales de la cohetería, como el diseño de los motores, bombeo, refrigeración y dirección del cohete. Sin embargo, no fue Goddard quien primero teorizó sobre este tipo de combustibles, sino Tsiolkovsky en 1896 mediante su Investigation of Interplanetary Space by Means of Reactive Devices.

El tiempo le terminó dando la razón, y en 1969 Neil Amstrong voló en cohetes Saturn V impulsados por combustible líquido.

Aprovecho para comentar que en las últimas semanas he conocido de cerca la afición a fabricar cohetes de manera amateur. Concretamente, he conocido este mundo a través de la organización Zotor. El programa de TV Teknopolis les hizo el siguiente reportaje:


Es una actividad curiosa que pone en práctica conceptos de Física, sobre todo. Pero tal y como me estuvieron contando desde Zotor, también influyen conceptos de aerodinámica y química (sobre todo para la composición del combustible).

En España y otros países está considerada actividad puramente aficionada. Sin embargo, en EEUU está medio institucionalizada.



En esta entrada ha colaborado una de las personas que más sabe de astronáutica en este país: @eurekablog, cuyo blog es de obligada visita: http://danielmarin.blogspot.com.es/

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5/10/13

Naukas Bilbao 2013: no me toques los Pirelli

Y ya van 3 ediciones de Naukas Bilbao. No pierdo las ganas de ir. He asistido en tres ocasiones e impartido charlas en las dos últimas. Paradójicamente, tengo la mala costumbre de no poder acudir desde el principio de las jornadas, y me perdí gran parte de la sesión del viernes por la mañana por razones de fuerza mayor.

Mi charla se tituló No me toques los Pirelli, en un alegato de defender a los neumáticos y la dificultad que entraña su cálculo. No hay modelos exactos de comportamiento ni siquiera para los de calle. Disfruté mucho documentándome sobre este tema y tuve la oportunidad de entrar en contacto (entre otros) con un ingeniero español de Pirelli en la F1, @manuelmunozF1, y F1_aero, a los que recomiendo seguir. Sin más preámbulos, este es el vídeo de la charla, cortesía de EITB (TV autonómica de Euskadi): http://www.eitb.tv/es/video/naukas--bilbao/2698453634001/2705790461001/capitulo-52/.

Y esta es la presentación que usé:


Este año como novedad, participaron The Big Van Theory, un gran grupo de divulgación científica a través de humor. Os recomiendo seguirles la pista. Pero también se celebró Naukas Kids, donde Alfred y Clara Grima llenaron una sala de niños que querían aprender de ciencia. Supongo que todo el mundo está a gusto cuando encuentra a personas afines a sus gustos y con los ue hablar, debatir y compartir vivencias, y esto es ni más ni menos lo que ocurre en este evento. No hay que olvidar que nada de esto sería posible sin los organizadores, @irreductible, @aberron, @maikelnaiblog, @inerciacreativa y @uhandrea. Pero también me llevo un buen recuerdo de algunas charlas que tuve con el gran @daniEPAP. Cómo se nos alegra la cara cuando nos vemos @ferdelacuadra y yo. El abrazo que @scientiajmln habitualmente nos da. La curiosa manera (para mí) que emplea @ravenNeo para preguntarme sobre mis temas del blog y la Formula1, y sus discusiones con @darksapiens sobre la humanidad. Lo que saben @ferfrias, @milhaud, @javierarmentia y @brucknerite no se puede resumir en una buena estantería de libros. @pr3cog y @javierdelacueva es muy humano. Si tienes una duda sobre la universidad, @emulenews es una buena fuente. @puratura siempre tendrá alguna buena canción o pieza de música que recomendarte, y @migusant ha escrito dos buenos libros. A ver si consigo que @elbuhodelblog se anime a dar una charla en este evento. Me dejo a más, pero no por eso son menos importantes.

Además, de mi charla, os recomiendo encarecidamente ver estas otras:


- el misterioso escocés del que habla @omalaled y que es más importante de lo que parece: http://www.eitb.tv/es/video/naukas--bilbao/2698453634001/2701508784001/fernando-del-alamo/








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26/9/13

21/9/13

Por qué las ayudas a Ford en Almussafes podrían ser ilegales

Este mes se ha anunciado el inicio de fabricación de un nuevo modelo de vehículo en la planta valenciana de Ford: la Transit Connect. Sin embargo, en mayo, la Unión Europea publicó una nota de prensa anunciando que iniciaba una investigación sobre las ayudas que el gobierno valenciano iba a conceder a este fabricante. La nota merece la pena leerla. Lo que se cuestiona es la legalidad de la subvención directa a Ford de 25,2 millones de euros, en base a datos de crecimiento de ese sector y a la situación laboral de los habitantes de la región.



El reglamento que rige este tipo de ayudas es el Tratado de Funcionamiento Europeo. Concretamente, la ley favorece la concesión de ayudas a regiones geográficas con problemas económicos o de otro tipo. Almussafes debe cumplir estos requisitos según la sección Ayudas concedidas por los estados, Artículo 107, apartado 3c (pág 94 de este documento), donde se especifica:

3. Podrán considerarse compatibles con el mercado interior:
c) las ayudas destinadas a facilitar el desarrollo de determinadas actividades o de determinadas regiones económicas, siempre que no alteren las condiciones de los intercambios en forma contraria al interés común;


No obstante, si seguimos navegando y llegamos al documento IP/09/993 que citan en la nota de prensa, veremos que la investigación es automática bajo las siguientes condiciones:

La Comisión abre un procedimiento de investigación formal a los proyectos en los que el beneficiario de la ayuda tenga una cuota de mercado superior al 25 % o la capacidad de producción creada por el proyecto supere el 5 % del mercado (y la tasa de crecimiento del mercado de producto en cuestión sea inferior a la tasa de crecimiento del PIB del EEE). La ayuda regional a estas grandes inversiones entraña un riesgo mayor de falseamiento de la competencia. La Comisión ofrece ahora orientaciones sobre cómo llevará a cabo su evaluación pormenorizada.

Por lo tanto, las declaraciones del vicepresidente del Consell, (José Císcar), alegando que la investigación sobre la ayuda directa a Ford es un procedimiento habitual, no son desacertadas. Es decir, lo que se pretende es no dar ayudas nacionales directas a una organización que ya tenga mucha cuota de mercado, o que gracias a esa ayuda vaya a conseguir un aumento sustancial de cuota.

Sucede que es difícil dar una cuota de mercado en cualquier sector, y suelen ser datos internos de las empresas. Además, ¿cómo se expresa la cuota de mercado? ¿Son los coches vendidos ese año frente a la competencia? ¿es la cantidad de coches Ford que están circulando en ese período? ¿tomamos datos de producción? La CE declara que en la fase actual, la Comisión duda que los datos facilitados por España sean apropiados para determinar si el mercado en cuestión se halla en declive. Me huelo que los datos interpretables pueden ir por estos tiros de cuotas. La información que proporciona el gobierno español a la CE no es pública. ¿Está el sector en declive?

La planta de Almussafes sufrió el año pasado un ERE de 39 días que afectó a 4000 empleados y en 2011 tomó la decisión de comenzar la producción del Transit Connect en verano de 2013 (fuente). La concesión de la producción de este modelo ha supuesto una contratación de 1000 personas. Según datos de ANFAC, la facturación de los fabricantes de automóviles y el número personas empeladas en este sector en toda España sí que está en retroceso, tal y como se lee en este artículo. Pero la versión oficial es que capea la crisis, y pide ayudas públicas para seguir haciéndolo. No se especifica cuándo comunica la Generalitat la intención de subvencionar a Ford, por lo que no queda claro en qué datos de paro se ha basado, pero tiene que haber mostrado los oficiales.

En las Directrices de Ayudas Regionales de la Unión Europea, se especifica los propósitos que tienen que tener este tipo de ayudas (para el período 2007-13):

La intención queda clara en la frase del apartado 1 Introducción: Las ayudas de Estado de finalidad regional consisten en ayudas a la inversión concedidas a grandes empresas o, bajo determinadas circunstancias, en ayudas de funcionamiento, en ambos casos destinadas a regiones específicas a fin de paliar disparidades regionales. Es decir, la ayuda se ha de conceder a una zona con indicios claros de mala situación económica, o que esté desfavorecida respecto a su entorno. Es lo que persigue también los fondos FEDER, los cuales priorizan las ayudas sobre regiones con peores datos económicos que sobre otros. A lo largo de la normativa de Ayudas Regionales se deja claro y atado qué tipo de condiciones han de reunir las regiones y cómo delimitar esas regiones. Es decir, no se trata de dar una subvención a una empresa para crear empleo, sino en mejorar el empleo de una zona deprimida.

Por otro lado, en el apartado 4:

Por inversión inicial se entiende una inversión en activos materiales e inmateriales relativos a:
— la creación de un nuevo establecimiento;
— la ampliación de un establecimiento existente;
— la diversificación de la producción de un establecimiento para atender a mercados de productos nuevos y adicionales;
— una transformación fundamental en el proceso global de producción de un establecimiento existente

Dado que las ayudas oficialmente eran para la producción del nuevo Ford Transit, estaríamos en el punto 3.

En este documento figuran todas las competencias que tiene la comisión sobre la investigación y reclamación de información de ayudas públicas estatales, donde figura entre otras cosas, que la comisión será la encargada final de evaluar la competitividad o no de la ayuda, que cada estado tiene la obligación de cooperar en la aportación de más información y que la resolución se hace en los siguientes 18 meses desde que se abre el procedimiento. Eso sí, todo esto no indica una inevitable la negación de la ayuda, ya que tal y como he encontrado, en 1995 la CE hizo una investigación y no halló objeciones para una ayuda a Ford también.

Sin embargo, todo este artículo y chapa me sirve a mí para insistir en que veo al sector de la automoción como un posible caso astilleros en un futuro. Los fabricantes de automoción llegaron a España en la época post-franquista, debido a que en ese momento nuestro país ofrecía las mejores condiciones económicas. Ahora no es así, y hay mejores países para plantar sus fábricas, como Marruecos o este de Europa.

Parece que estas plantas no puedan ser competitivas sin ayudas públicas, tal y como lo demuestra las numerosas ayudas que han recibido Ford, Citroën, Opel, Seat, Renault, Mercedes y Volkswagen. En mi opinión, la planta más competitiva es la de Volkswagen, en Navarra, ya que solo hay dos plantas de esta empresa que estén preparadas para construir el modelo Polo. En 2010, éramos el cuarto país del mundo que más ayudas públicas directas concedía a este sector (noticia), tras Estados Unidos, Francia y Alemania. Sin embargo, según este otro informe, estos países no lideran la producción:


La Comisión Nacional de la Competencia ha abierto expediente a los fabricantes de coches por estas situaciones, lo cual son ya demasiados avisos de que esto no es muy rentable. Sin embargo, mi opinión no es que haya que cerrar las fábricas y punto, sino que también soy partidario en defender la industria, y que la próxima década será de los países que sean capaces de retenerla. Pero por ejemplo, ¿tiene sentido que la Junta de Castilla y León subvencione la fabricación del Renault Twizy en Valladolid, si Renault-Nissan inauguraron una fábrica en Tánger recientemente, que es capaz de proseguir esa producción cuando se cierre el grifo público?


Actualización (25 sept)
Para que se vea que esto no es solo de España, adjunto la noticia de que en su momento se hizo lo mismo con Alemania y Opel
http://www.elconfidencial.com/mercados/archivo/2009/10/16/20_advierte_alemania_ayudas_pueden_ilegales.html y la fuente oficial
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16/9/13

Massa y el flutter

Al hilo del anuncio oficial de que Massa deja de ser piloto Ferrari, me he acordado de este fenómeno que levantó bastante polémica en su momento.


 

Este fin de semana he estado comentando con @shumyagain y @genfe2 (aquí conversación) el fenómeno. Es puramente especulativo, ya que Ferrari no dio explicaciones sobre estas imágenes, pero parece intuirse que se trata del flutter. El flutter es una oscilación descontrolada que puede llevar a la rotura de la superficie donde ocurre. Puede ocurrir en superficies fijas como en móviles de una estructura aerodinámica (fuente). En el caso de Massa, las causas pueden venir del uso de materiales aeroelásticos que hacen que flecte el alerón ante determinada carga. 

Este comportamiento no es lineal, y puede ocurrir al superar un umbral de valor. Los tests que realiza la FIA para asegurarse de que el alerón cumple la normativa es para ver que el alerón es lineal con unas masas determinadas. No es ningún supersecreto tecnológico, ya que los materiales aeroelásticos hace tiempo que llegaron a los coches de calle, como lo demuestra este vídeo del Ferrari 458 Italia en el segundo 30. Hablé de todo esto hace un tiempo en esta entrada.

El flutter suele estar relacionado con el estado de resonancia del alerón, es decir, que empiece a vibrar con su frecuencia natural. Los aviones también pueden sufrir este fenómeno, por lo que se tiende a que la frecuencia natural sea alta para evitarlo, tal y como demuestran los dos siguientes vídeos:


O este espectacular vídeo de una maqueta del 787 con flutter. En la historia han ocurrido muchos accidentes por fallo estructural debido al flutter, pero uno de los más famosos es el del Lockheed F-117 Nighthawk:


En el caso de que el ala o alerón sean de materiales compuestos, hay que tener en cuenta la capacidad de amortiguación de estas superficies. Este es un buen artículo que habla al respecto, en el que distingue entre amortiguación estructural y amortiguación aerodinámica: Effects of structural damping on composite panel flutter,

Por supuesto, el caso de Massa no es que vibrase el alerón de manera descontrolada, sino que parece que ocurre con el DRS abierto y tras pasar un cambio de rasante.





Fuente: Wired
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