Taller de Teoría Constructal en Ingeniería UC
Los doctores Adrian Bejan, Sylvie Lorente y Rodrigo Escobar. Éste, con el profesor Francisco Suárez, organizaron el Taller. Se trata de abrir una visión nueva de los fenómenos.
Taller de Teoría Constructal en Ingeniería UC
Unas 60 personas en el “Taller de Teoría Constructal” escucharon a los profesores Adrian Bejan y Sylvie Lorente presentar, uno, la teoría constructal (cuya principal ley él formuló) y la segunda, cómo esa ley se aplica en el amplio mundo de la ingeniería.
Los profesores Francisco Suárez, del Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental y Rodrigo Escobar, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica, los invitaron, gracias al apoyo de la Vicerrectoría de Investigación (Fondo de apoyo de reuniones científicas) y los FONDECYT Regular 1130621 (“Thermoeconomic optimization of polygeneration processes in concentrated solar power plants: applications to power generation, process heat, solar cooling and water desalination in northern Chile”) y de Iniciación 11121208 (“Desalination driven by salt-gradient solar ponds: impact of evaporation suppression on energy collection and water production”).
El profesor Francisco Suárez subraya el aporte de los invitados.
¿QUÉ ES LA LEY CONTRUCTAL?
La teoría Constructal describe como algunos fenómenos básicos se pueden utilizar para construir sistemas naturales complejos, considerando las restricciones impuestas por la física de cada problema en particular.
Por lo tanto, todos los sistemas están destinados a operar de manera imperfecta y, de acuerdo a esto, el mejor diseño de un sistema se obtiene al distribuir las imperfecciones de la manera más óptima.
El profesor Bejan formuló la “Ley Constructal” en 1996: “Para que un sistema de flujo persista en el tiempo (para que viva) debe evolucionar en forma libre de tal modo que proporcione el mayor acceso a sus corrientes”.
El Profesor Adrian Bejan formuló la ley contructal.
Todo lo que se mueve, ya sea animado o inanimado, es un sistema que fluye.
Los sistemas que fluyen generan formas y evolucionan de manera secuencial para facilitar el flujo. Las cuencas fluviales, sistemas cardiovasculares y las descargas eléctricas de los rayos son sistemas de flujo muy eficientes para mover corrientes de agua, sangre, o electricidad.
Del mismo modo, las estructuras más complejas de los animales son el resultado de la evolución para cubrir una distancia por unidad de energía útil o aumentar su velocidad de viaje.
Estos diseños incluso aparecen en organizaciones humanas, como los diagramas de flujo jerárquicos o las estructuras de las empresas y órganos.
Cinco libros son los que el profesor Bejan ha publicado al respecto, siendo los siguientes los más importantes: “Design with Constructal Theory” (especializado), “Shape and Structure, from Engineering to Nature” (especializado) y “Design in Nature” (de divulgación).
La presentación del profesor Bejan fue impactante por lo amplia que resulta la aplicación de la ley constructal. En algunos momentos, daba la impresión de que el auditorio estaba frente a un quiebre conceptual fundamental, casi semejante al concepto de evolución.
OTRA ÓPTICA EN INGENIERÍA
Como dijo luego la profesora Lorente, se trata de una postura antes de abordar los problemas, casi una filosofía. “No es un método de diseñar, no es una forma práctica de resolver un problema, es más bien una página en blanco donde buscamos una nueva solución donde encontrar la red óptima para vencer las resistencias”.
La Dra. Sylvie Lorente está analizando procesos de desarme de reactores nucleares.
Ella desarrolló proyectos ingenieriles donde mostró cómo la ley constructual iluminaba el desarrollo de soluciones. Uno fue la instalación de plantas de solares y plantas desalinizadores en Qatar; aplicando la mirada “contructual” pudieron optar por el diseño que con la menor energía se distribuyera la mejor cantidad de agua a los destinatarios finales.
Otro problema resuelto fue la entrega de agua a alta temperatura a la red de edificios del barrio La Défense, en París. En ambos casos, la profesora Lorente fue mostrando cómo las soluciones alcanzadas en distancias, diámetros de las cañerías, ángulos, y configuración radial o en árbol tenían sus paralelos en la naturaleza, por ejemplo, en los pulmones.
Uno de los más impactantes estudios formulados fue el de la separación de los dedos de las manos de los nadadores para que impulsaran mayor cantidad de agua con la menor energía, o para nadar de manera más eficiente: no se trataba de pegarlos unos con otros, tampoco de separarlos completamente. El punto óptimo, era casi instintivamente aplicado por los nadadores olímpicos; la profesora Lorente publicó su estudio en paralelo con las olimpíadas de Londres y causó revuelo en el mundo deportivo.
¿No se sienten tentados a partir de lo natural para luego enfrentar los problemas ingenieriles?
La doctora Lorente dio un terminante “¡no!”. No se trata, como muchos han hecho en la historia de la ingeniería y como muchos siguen haciendo hoy de “remedar” (“mimic”) la naturaleza, se trata de una tarea plenamente teorética. Pero es una invitación a pensar y a imaginar. Una gran forma de convocar a la innovación”.
Al Taller asistieron alumnos no sólo de Ingeniería UC sino que también de universidades como la Diego Portales y de Santiago.
Los profesores Rodrigo Escobar y Francisco Suárez se mostraron muy satisfechos del impacto logrado.