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Lima - Perú

Ingeniería inversa - Las fronteras del copy & paste
Por: Luis Alberto López

Con tecnología de punta, las áreas de desarrollo pueden duplicar productos ya existentes, ya sea para recuperarlos del olvido o bien para hacer pruebas e innovaciones en sus equipos.

Los países más desarrollados que se mantienen a la vanguardia en filosofías de producción y en tecnología son quienes generan la mayor parte de la ingeniería en el mundo. Esto crea un fenómeno de desigualdad tecnológica a nivel mundial que, según afirman algunos expertos, se agudiza debido a la inmensa diferencia en calidad y cantidad de recursos que son destinados a las instituciones dedicadas a la investigación y desarrollo en estos países, en comparación con aquellos que se enfocan sobre todo a formar técnicos (naciones en vías de desarrollo). Ante este panorama, se buscan alternativas para aprovechar y reutilizar todos los conocimientos existentes sobre la forma de crear productos. Las fórmulas ingenieriles probadas cobran importancia especial en la feroz competencia de estos tiempos.

La ingeniería tradicional parte de un conjunto de especificaciones técnicas que contienen información sobre la funcionalidad de la mercancía, su cumplimiento de normas, sustentabilidad ambiental y viabilidad económica entre otras, para plantear su adecuada fabricación y así llegar a un artículo físico. Como se podrá adivinar, se requiere de un considerable tiempo de estudio de mercado; diseño del producto y del proceso de producción; modelado; pruebas de factibilidad, funcionalidad y conformabilidad, estudio de materias primas; evaluaciones de costos y tiempos, etcétera. Es un procedimiento ineludible para la obtención de piezas originales.

REGRESO A LAS BASES
Una vez que una mercancía ha sido probada con éxito, lo obvio es fabricarla hasta que su ciclo en el mercado termine. Lo anterior suena lógico para el creador, pero ¿qué sucede con la competencia?, ¿cómo fabricar algo de lo cual no se tiene información original?, ¿cómo recuperar el tiempo de ventaja que llevan los desarrolladores?, ¿cómo obtener mediciones cuando no existen patrones ni instrumentos para extraer la información?, ¿cómo invertir los recursos de la empresa en una investigación y desarrollo que, en el mejor de los casos, nos va a llevar a obtener un artículo similar al que ya está en el mercado? y ¿cómo realizar un estudio ingenieril cuando no se cuenta con los suficientes recursos humanos, económicos y/o tecnológicos?

Para fortuna de muchos -e infortunio de otros- existe una respuesta real, factible y legal a estas preguntas. La Ingeniería Inversa plantea el camino desde el extremo final del ciclo. Es posible llegar de la parte física a la información ingenieril para de nuevo regresar a él.

Desde un punto de vista lingüístico, diríamos que en vez de ir -como lo hacemos de forma regular- del análisis a la síntesis, se parte de la síntesis para llegar al análisis y así poder volver. Parte de lo concreto para llegar a lo abstracto y luego regresar.

La problemática inicial de un proceso de esta índole, en especial en el caso de los productos manufacturados de la industria metalmecánica-plástica, es la captura de la información geométrica. En la mayoría de los casos poseen características de difícil -incluso de imposible- medición. Existen piezas de formas libres que no pueden ser medidas con instrumentos tradicionales, tal es el caso de los calibradores vernier o las Mesas de Medición por Coordenadas (MMC).

De tal suerte, es necesario contar con instrumentos especializados (como los digitalizadores) para lograr una adecuada captura de las características geométricas en tres dimensiones de las piezas físicas. Una vez obtenida una nube de puntos que describe la forma, es necesario procesar dichos datos digitales para lograr modelos en formatos CAD, los cuales son la base para la ingeniería.

Gracias a que los modelos CAD son archivos exportables a sistemas de Manufactura Asistida por Computadora (CAM, por sus siglas en inglés), tienen la capacidad de generar códigos para programar máquinas herramienta de corte controladas por computadora (CNC), como fresadoras, tornos y electroerosionadoras. El análisis ingenieril entonces, suele ser innecesario en vista de que se tiene la certeza de que lo que se está copiando resulta funcional.

Se calcula que el costo del desarrollo ingenieril alcanza 80% del costo total inicial de su introducción en el mercado, por lo que los beneficios económicos y de tiempo que resultan de un proceso inverso son obvios.

¿COPIAR Y PEGAR?
Como toda nueva tecnología, la ingeniería inversa ha sido objeto de los más variados juicios. Hay quienes la califican como un milagro, en vista de su cualidad de capturar la esencia de los artículos finales y ahorrar tiempo y trabajo. Al mismo tiempo, sus empleadores han sido catalogados como piratas, argumentando que es el equivalente a robar los esfuerzos de los creadores.

La legislación en esta materia ha permitido a los desarrolladores de productos protegerse en algunos casos. De hecho, dicho respaldo está fundamentado en las leyes de derechos de autor de los diversos institutos de propiedad intelectual internacionales.

Lo cierto es que se trata de una herramienta útil y legal en determinadas circunstancias, como aquéllas donde la información original se perdió a través del tiempo o donde nunca se tuvo en formato electrónico.

En México ya se ha utilizado este método en importantes empresas -sobre todo en proveedores- para cuya producción realizan operaciones de estampado y troquelado. Entre ellas se encuentran fabricantes de rines, carrocería, interiores automotrices y algunas otras piezas ensambladas. El proceso de conformado de estas partes requiere de la fabricación de matrices y troqueles de acero tratado. Estos herramentales por lo general son remanufacturados a través de fresadoras, tornos y erosionadoras de penetración y corte por alambre controlados por computadora.

Naturalmente, las matrices y troqueles se desgastan a cada golpe al que son sometidos. Se estima que la vida útil de este tipo de herramientas es de algunos cientos de miles de golpes, lapso durante el cual es necesario hacer reparaciones a aquellas herramientas que sufren deformaciones o fracturas.

Sin embargo, la información original (o bien la ingeniería) de los herramentales, en la mayoría de los casos, no se encuentra disponible en formato electrónico en las plantas de México, por lo que muchos proveedores automotrices recurren a métodos tecnológicos para obtener servicios de digitalización óptica para la captura de la geometría de los herramentales. Después, con la ayuda de un sistema CAD/CAM, los ingenieros de los talleres de herramentales hacen las modificaciones necesarias para arreglar los desperfectos y generar nuevas matrices.

TRAVESURA JUSTIFICADA
Hasta la fecha, se han reconstruido por este método no menos de dos docenas de herramentales de conformado en general y el mercado ha crecido de forma exponencial en el presente año.

Pero, no siempre es la restauración el objetivo. También la creación de nuevos productos puede llegar a requerir de la nueva técnica. Por ejemplo, estudiantes de la carrera de Diseño Industrial de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), campus Xochimilco, han emprendido un proyecto para la construcción de un automóvil con un diseño tal que permita sustituir el sistema tradicional de combustión interna por un sistema de generación de movimiento cuyo combustible sea la electricidad. Para esta tarea, como para muchas otras del diseño industrial, el primer paso es la construcción de un modelo físico de algún material apropiado para su escultura, tal como las resinas y cerámicas. Sin embargo, el modelo obtiene mucha más utilidad una vez capturado digitalmente, en vista de que al ser manipulado en una computadora es posible hacerle pruebas, modificaciones y simulaciones virtuales.

Dada la importancia del levantamiento de datos geométricos de una pieza, es de especial relevancia escoger un método de digitalización adecuado, según las características de forma de cada objeto.

Otro aspecto delicado en un proceso de este tipo para piezas manufacturadas por medio de equipo CNC, es el sistema CAD/CAM a utilizar, cuya misión es asistir al usuario para crear códigos numéricos que describan las trayectorias de corte que den forma a la pieza. El software tiene, por lo general, enfoques y capacidades distintas que van desde los maquinados de producción en volumen hasta aquellos para la creación de reducidos lotes de complejos herramentales de conformado.

Así pues, los datos digitalizados para un proceso de ingeniería inversa deben ser importados en el sistema CAD/CAM en un formato llamado STL (stereolitography), el cual se compone de facetas -pequeños triángulos- que describen la geometría. El software debe ser capaz de entender dicho formato y generar rutas de maquinado adecuadas, eliminando "enterrones" de la herramienta de corte en aquellas zonas donde las facetas no son continuas y adecuando los parámetros de corte a las estrategias particulares de desbaste, remaquinados y acabados del material que se usen en el trabajo.

LAS VIEJAS COSTUMBRES
Copiar tecnología de mercancía de calidad probada es algo que la industria ha hecho desde siempre. En la actualidad se cuenta con la tecnología que permite llevar a cabo esta tarea con una rapidez y precisión asombrosas. Particularmente en una industria donde no es frecuente encontrar empresas que generen su propia ingeniería, esta opción es un recurso válido, eficiente y que entrega buenos resultados.

Nada sustituye la investigación y el desarrollo de nuevos productos. No existen los atajos en el camino al éxito en el competido mundo industrial. Sin embargo, la ingeniería inversa representa una alternativa para todos aquellos que no piensan rezagarse por falta de información, recursos o tiempo.

El autor es gerente de Ventas de la empresa CIM Co. (www.cimco.com.mx), dedicada a proveer herramientas tecnológicas de punta para la industria metalmecánica mexicana.

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