método de medición de deformaciones estructurales en

MÉTODO DE MEDICIÓN DE DEFORMACIONES ESTRUCTURALES EN

AERONAVES UH-60 DE LA FUERZA AÉREA COLOMBIANA

Aplicación de herramienta desarrollada en convocatoria COLCIENCIAS 666 mediante

proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de la estructura

del helicóptero UH-60”

AUTOR

Mayor CARLOS ALBERTO GÓMEZ CARDONA

DIRECTOR PROYECTO

Doctor Mario Muñoz

TUTOR METODOLÓGICO

Doctor Álvaro Moncada

MAESTRÍA EN LOGÍSTICA AERONÁUTICA

ESCUELA DE POSTGRADOS DE LA FUERZA AÉREA COLOMBIANA

COHORTE II

2

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................. 11

1.1 Antecedentes. .......................................................................................................................... 11

1.2 Problema de investigación. ..................................................................................................... 14

1.3 Objetivos. ................................................................................................................................ 15

1.3.1 Objetivo General .............................................................................................................. 15

1.3.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 15

2. MARCO REFERENCIAL. ..................................................................................................... 17

2.1 El UH-60 en la Fuerza Aérea Colombiana ............................................................................. 17

2.2 Descripción general la estructura de un helicóptero UH-60L ................................................ 17

2.3 Conceptos básicos de resistencia de materiales: ..................................................................... 19

2.3.1 Tensión. ........................................................................................................................... 19

2.3.2 Compresión. ..................................................................................................................... 20

2.3.3 Corte. ............................................................................................................................... 20

2.3.4 Flexión. ............................................................................................................................ 21

2.3.5 Torsión. ............................................................................................................................ 22

2.3.6 Elasticidad. ...................................................................................................................... 23

2.3.7 Plasticidad. ....................................................................................................................... 24

2.3.8 Materiales Dúctiles. ......................................................................................................... 24

2.3.9 Materiales Frágiles. ......................................................................................................... 24

2.4 Fallas comunes en componentes estructurales metálicos. ...................................................... 25

2.4.1 Deformación. ................................................................................................................... 25

2.4.2 Fractura. ........................................................................................................................... 26

3

2.4.3 Pérdida de material. ......................................................................................................... 26

2.5 Tolerancia al daño ................................................................................................................... 26

2.6 Ley de Hooke: ......................................................................................................................... 27

2.7 Medición de deformaciones por medio de galgas extensiométricas: ...................................... 28

2.8 Puente de Wheatstone ............................................................................................................. 30

2.9 La propiedad intelectual: ......................................................................................................... 31

2.9.1 Las patentes de invención ................................................................................................ 33

2.9.2 Modelos de utilidad ......................................................................................................... 35

2.9.3 Diseños industriales ......................................................................................................... 36

2.10 Creative Commons .................................................................................................................. 36

2.10.1 Creative Commons en Colombia. .................................................................................... 37

2.10.2 Tipos de licencias que ofrece Creative Commons. .......................................................... 38

2.11 Vigilancia Tecnológica ........................................................................................................... 39

2.12 Escalamiento Industrial. .......................................................................................................... 43

2.13 Medición de micro deformaciones en la Fuerza Aérea Colombiana. ..................................... 43

2.13.1 Proyecto de investigación “Modelación y Análisis de la Estructura del Helicóptero UH-

60” 44

2.13.1.1 Actividades relevantes ejecutadas durante la ejecución del proyecto.......................... 45

2.13.1.2 Avances significativos del proyecto: ........................................................................... 46

2.13.1.2.1 Selección del hardware requerido para efectuar las mediciones. ............................. 46

2.13.1.2.2 Creación del software de adquisición de datos. ....................................................... 47

2.14 Mapeo estructural de las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana. ........................ 47

2.15 Tabla de trabajos seminales de la presente investigación ....................................................... 48

3. DESARROLLO METODOLOGICO ..................................................................................... 49

4

3.1 Tipo de investigación. ............................................................................................................. 50

3.2 Descripción de la población sujeta del análisis. ...................................................................... 51

3.3 Herramientas utilizadas en la investigación. ........................................................................... 55

4. ANÁLISIS Y RESULTADOS ............................................................................................... 56

4.1 Registro de las anotaciones ..................................................................................................... 56

4.2 Diagrama de Pareto de los reportes estructurales en aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea

Colombiana. ................................................................................................................................... 57

4.3 Evaluación para identificar las zonas con mayores reportes. ................................................. 62

4.4 Vigilancia tecnológica realizada por la FAC al proyecto de investigación “Modelación y

Análisis de la Estructura del Helicóptero UH-60” ......................................................................... 69

4.5 Análisis de los resultados. ....................................................................................................... 74

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................... 78

6. REFERENCIAS ...................................................................................................................... 82

ANEXO 1. Grafica de tensión vs deformaciones (Čižas, 2008, pág. 41) .................................. 86

ANEXO 2. Esquemas de mapeo estructural de 25 aeronaves UH-60 de la FAC. .................. 87

ANEXO 3. Mapeo interactivo de aeronaves UH-60 de la FAC a 28-NOV-2018 .................... 88

ANEXO 4. Proyecto Esfuerzos - Manual del usuario ............................................................... 89

ANEXO 5. Orden de Ingeniería OI-UH60-15-25 ...................................................................... 90

5

FIGURAS

Figura 1. Etapas del software de adquisición de datos (Inter-telco SAS, 2015, pág. 3) ................ 13

Figura 2. Componente estructural sometido a tensión. (Megson, 2005, pág. 43) .......................... 20

Figura 3. Componente estructural sometido a compresión (Megson, 2005, pág. 43) .................... 20

Figura 4. Componente estructural sometido a cortante (Megson, 2005, pág. 43). ........................ 21

Figura 5. Componente estructural sometido a flexión pura (Megson, 2005, pág. 44). .................. 21

Figura 6. Componente estructural sometido a flexión (Megson, 2005, pág. 44). .......................... 22

Figura 7. Componente estructural sometido a torque puro (Megson, 2005, pág. 45). ................... 22

Figura 8. Componente estructural sometido a torque (Megson, 2005, pág. 45). ........................... 23

Figura 9. Deformación bajo carga axial (Montero Echeverria, 2011, pág. 8) ............................... 25

Figura 10. Partes que componen una galga extensiométrica. (Montero Echeverria, 2011, pág. 7)

........................................................................................................................................................ 29

Figura 11. Circuito del Puente de Wheatston (Wolf & Smith, 1992). ........................................... 30

Figura 12. Solicitud Patente de Invención (Fuerza Aérea Colombiana, 2015, pág. 83) ................ 34

Figura 13. Sistema de Propiedad Intelectual (Departamento Nacional de Planeación, 2008, pág.

8) ..................................................................................................................................................... 35

Figura 14. Representación gráfica de lo que son las licencias Creative Commons (Vercelli &

Marotias, 2007, pág. 2). .................................................................................................................. 37

Figura 15.Etapas del software de adquisición de datos (Inter-telco SAS, 2015, pág. 3) ............... 47

Figura 16. Diagrama de flujo del desarrollo metodológico. (Elaboración propia usando Bizagi

Modeler) ......................................................................................................................................... 49

Figura 17. Diagrama de Pareto de las 107 ubicaciones afectadas por las 137 anotaciones

reportadas (elaboración propia). ..................................................................................................... 61

6

Figura 18. Esquema creado en software GeoGebra con las 115 anotaciones. ............................... 64

Figura 19. Stations (STA) con mayor cantidad de reportes. .......................................................... 65

Figura 20. Right Buttline (RBL) con mayor cantidad de reportes. ................................................ 66

Figura 21 Left Buttline (LBL) con mayor cantidad de reportes .................................................... 67

Figura 22. Zona con mayor cantidad de reportes (STA 308 RBL 34,5) ........................................ 68

Figura 23. Anexo A. Necesidades del Cliente (Carvajal, 2017) .................................................... 70

Figura 24. Anexo B1. Estructuración necesidad (Carvajal, 2017) ................................................. 71

Figura 25. Anexo E. Parámetros de la Búsqueda (Carvajal, 2017) ................................................ 71

Figura 26. Anexo F. Bitácora de búsqueda (Carvajal, 2017). ........................................................ 73

7

TABLAS

Tabla 1. Trabajos seminales ........................................................................................................... 48

Tabla 2. Listado de novedades estructurales identificadas durante el ejercicio. ............................ 52

Tabla 3. Ubicaciones afectadas en los 137 reportes. ...................................................................... 57

Tabla 4. Stations (STA) con mayor cantidad de reportes. ............................................................. 62

Tabla 5.Right Buttline (RBL) con mayor cantidad de reportes. .................................................... 62

Tabla 6. Left Buttline (LBL) con mayor cantidad de reportes. ...................................................... 62

Tabla 7. Matriz STA vs RBL y LBL. ............................................................................................. 63

8

ECUACIONES

Ecuación 1 𝜀 = 𝛥𝐿𝐿 .................................................................................................................... 25

Ecuación 2 𝜎 = 𝐸𝜀 ..................................................................................................................... 27

Ecuación 3 𝑅𝑥𝑅3 = 𝑅2𝑅1 ........................................................................................................ 30

Ecuación 4 𝑅𝑥 = 𝑅3𝑅2𝑅1 ...................................................................................................... 30

9

GLOSARIO

CACOM-5: Comando Aéreo de Combate No. 5.

Diagrama de Pareto: diagrama que permite identificar datos que tienen más relevancia me diante

la aplicación del principio de Pareto (pocos vitales, muchos triviales) (Sales, 2013).

DIMAN: Dirección de Mantenimiento

Equiángulo: figura que tiene sus ángulos iguales (Real Academia Española, 2014).

ERP: Entreprise Resource Planning (Planificación de Recursos Empresariales)

FPGA: Field Programmable Gate Array (Puertas Lógicas Programables en Campo).

Hardware: conjunto de aparatos de una computadora (Real Academia Española, 2014).

JEA: Jefatura de Educación Aeronáutica

JOL: Jefatura de Operaciones Logísticas

LBL: Left Buttline (Buttline izquierda).

Mantenimiento predictivo: ensayos no destructivos mediante los cuales se analiza el

funcionamiento de un equipo con los que se busca identificar indicaciones de mal funcionamiento

(Olarte C, Botero A., & Cañon A., 2010).

Mapear: Trasladar a un mapa sistemas o estructuras conceptuales (Real Academia Española,

2014).

Matriz: Conjunto de números o símbolos algebraicos colocados en líneas horizontales y verticales

y dispuestos en forma de rectángulo (Real Academia Española, 2014).

OI: Orden de Ingeniería.

RBL: Righ Buttline (Buttline derecha).

SES: Sikorsky Engineering Specifications (Especificaciones de Ingenieria Sikorsky).

10

Software: conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas tareas

en una computadora (Real Academia Española, 2014).

STA: Stations (Estaciones).

TM: Technical Manual (Manual Técnico).

Transductor: Dispositivo que transforma el efecto de una causa física (…), en otro tipo de señal,

normalmente eléctrica (Real Academia Española, 2014).

UH: Utility Helicopter (Helicóptero Utilitario).

WL: Waterline.

11

1. INTRODUCCIÓN.

1.1 Antecedentes.

La Fuerza Aérea Colombiana (FAC), y específicamente el Comando Aéreo de Combate No

5 (CACOM-5), han realizado esfuerzos importantes para asegurar la alta disponibilidad de

aeronaves UH-60. Esta disponibilidad de aeronaves se ha visto altamente afectada por

consecuencia del evidente envejecimiento de este equipo, causa principal de la aparición de fallas

estructurales críticas (Gómez Cardona, 2018).

De acuerdo con el documento Sikorsky Engineering Specifications SES-700700 se establece

que los helicópteros UH-60L no requieren mantenimiento mayor estructural antes de las 8000 horas

de vuelo. Sin embargo, en reunión realizada con ingenieros de Sikorsky (casa fabricante de la

aeroanve) en el mes de Julio del año 2014 en el CACOM-5, se concluyó que el mantenimiento

mayor estructural del helicóptero se hace por condición (Gómez Cardona, 2018).

En este sentido, la FAC ha buscado la forma de disminuir la incertidumbre que genera un

mantenimiento por condición, por lo que adelantó durante el año 2014 una convocatoria para que,

con un dinero asignado por Colciencias, se establecieran herramientas que puedan ayudar en este

sentido (Gómez Cardona, 2018).

Producto de esta convocatoria, junto con la empresa Intertelco, la Sección Ingeniería del

CACOM-5 realizó una serie de investigaciones respecto a herramientas y técnicas apropiadas para

la medición de esfuerzos presentes durante la ejecución de los diferentes tipos de misión en los

componentes estructurales de las aeronaves UH-60 (Gómez Cardona, 2018).

12

Esta información, obtenida durante el año 2016, se pretende proponer a un proceso de

vigilancia tecnológica con el que la Fuerza Aérea pueda determinar la pertinencia de someterse a

otro proceso para obtener la propiedad intelectual (Gómez Cardona, 2018).

Con este método, la FAC da un paso importante hacia la implementación de herramientas

que soportan los estudios de confiabilidad y de ingeniería encaminados al mantenimiento

predictivo, pues se logrará obtener datos que en un principio solo son conocidos por los fabricantes

de componentes estructurales. Estos datos, sometidos a estudios más profundos, pueden convertirse

en asiento científico para tomar decisiones que garanticen una mayor disponibilidad de las

aeronaves para el cumplimiento de la misión de la Fuerza Aérea (Gómez Cardona, 2018).

En concreto, los resultados que se esperan obtener con todo este proceso son los siguientes:

a. Procedimiento para efectuar la medición de las micro deformaciones estructurales en aeronaves

UH-60L de la FAC: de todo el proceso desarrollado en el proyecto de investigación con código

606466640176 “Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”, se obtuvieron

avances significativos para apoyar y obtener este resultado esperado. Entre los avances más

significativos se pueden nombrar los siguientes:

• Selección del hardware requerido para efectuar las mediciones: la selección de estos

componentes fue producto de una evaluación realizada a diferentes tipos de sensores y

sistemas de adquisición de datos. También jugó un papel importante las necesidades y

restricciones planteadas desde la Sección Ingeniería del Grupo Técnico del Comando Aéreo

de Combate No. 5. Otro aspecto que se tuvo en cuenta fue la asignación de recursos para

dicho proyecto. Conjugando todo lo anterior, fueron seleccionados los siguientes equipos:

▪ Galgas extensiométricas biaxiales Ref.: 1-XY93-3/350

13

▪ Cables de conexión de fluoriopolimero blanco Ref.: 1-3301.0094-W

▪ Terminales de soldadura Ref.: LS5

▪ Sistema de adquisición de datos CompactRIO 9063

▪ Módulo de galga extensiométrica de cuarto de puente NI 9236

▪ Batería de alimentación M-Tek Ref:12120

• Creación del software de adquisición de datos. En este aspecto, se elaboró por medio de

LabVIEW un software que se compone de 4 etapas (ver figura 1) Cada una de las 4 etapas

cumplen un papel importante a la hora de procesar la información que serán suministradas

por las galgas extensiométricas (Inter-telco SAS, 2015).

Figura 1. Etapas del software de adquisición de datos (Inter-telco SAS, 2015, pág. 3)

Dadas las limitaciones de memoria del hardware seleccionado, cada 20 minutos se

hace la extracción de la información almacenada. Dicha información es generada en

archivos con extensión .tdms. Este formato permite ser visualizado tanto en Excel como en

un software desarrollado por Nacional Instruments llamado Diadem (Inter-telco SAS,

2015).

b. Proceso de vigilancia tecnológica desarrollado por la FAC: este resultado es el paso inicial para

cumplir uno de los objetivos trazados en el proyecto. De la vigilancia tecnológica desarrollada

por la Dirección de Ciencia, Tecnología e Innovación (DICTI), se puede desprender un

concepto positivo para iniciar los procesos de obtención de propiedad intelectual por medio de

14

una patente. Ya DICTI ha dado algunos pasos en este sentido apoyándose en la información

suministrada por el autor del presente documento.

c. Documento donde se describan las zonas críticas de las aeronavesUH-60L donde se pueda

replicar el modelo: el poder ser utilizado en diferentes ubicaciones de la aeronave es una de las

grandes virtudes de este método de medición de micro deformaciones. Resta efectuar una

revisión a la información técnica que se tiene de las fallas estructurales más comunes en el

equipo UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana y un análisis detallado del ejercicio de mapeo

estructural que se lleva en la Sección Ingeniería del Comando Aéreo de Combate No. 5. Así,

se tienen herramientas con sustento técnico y este tipo de decisiones no se dejan a juicios

subjetivos que pueden llevar a generar desgaste y mal uso de los recursos que se tienen para la

ejecución de este tipo de proyectos de investigación.

1.2 Problema de investigación.

Dado el uso intenso y extenso bajo el cual han sido sometidas las aeronaves UH-60 de la

FAC, se han venido presentado novedades propias del envejecimiento estructural de las mismas.

La FAC actualmente no cuenta con herramientas que le permitan tomar decisiones encaminadas a

evitar las paralizaciones prolongadas de sus aeronaves. Ejemplo de lo anterior se encuentran las

aeronaves FAC 4127 y FAC 4134 que sufrieron rajaduras en componentes estructurales principales

y tuvieron que dejar de ser operadas por más de 3 años hasta que dichas novedades fueren

correctamente solucionadas por medio de contratos interadministrativos como lo fue el 044-00-A-

COFAC-JOL-2016 suscrito entre la FAC y la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana

CIAC por un valor de COP $7.553.061.750,00.

15

Con la medición de las micro deformaciones estructurales se puede dar un paso importante

hacia el mantenimiento predictivo, las cuales al ser analizadas bajo los diferentes tipos de misión

que realizan estas aeronaves pueden dar bases científicas y certeras para la toma de decisiones

como por ejemplo: las horas optimas a las cuales efectuar mantenimientos de nivel III a la

estructura de la aeronave o simplemente recomendar cuidados durante la operación de estas.

La pregunta de investigación

¿Como implementar la herramienta de medición de deformaciones estructurales de la

estructura del UH-60 originadas por cargas axiales que fue desarrollada en la convocatoria

COLCIENCIAS 666 mediante proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación

y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”?

1.3 Objetivos.

1.3.1 Objetivo General

Desarrollar un método de medición de las deformaciones estructurales en aeronaves UH-60

de la Fuerza Aérea Colombiana.

1.3.2 Objetivos Específicos

• Identificar las zonas estructurales críticas de las aeronaves UH-60L de la Fuerza Aérea

Colombiana.

• Documentar el método para la medición de micro deformaciones estructurales en

aeronaves UH-60L de la Fuerza Aérea Colombiana.

16

• Determinar la pertinencia de la obtención de la propiedad intelectual del procedimiento de

medición de micro deformaciones estructurales en aeronaves UH-60L de la Fuerza Aérea

Colombiana.

17

2. MARCO REFERENCIAL.

2.1 El UH-60 en la Fuerza Aérea Colombiana

El UH-60 es un helicóptero fabricación norteamericana. Esta aeronave fue concebida como

reemplazo de los ya viejos helicópteros UH-1 Huey utilizados en la guerra de Vietnam por el US

ARMY para realizar tareas de transporte de tropas y asalto aéreo. Con la necesidad de un

helicóptero de mejores prestaciones, el US ARMY adelantó el UTTAS (Sistema Aeronáutico de

Transporte Táctico Utilitario) bajo el cual entraron a competir dos grandes fabricantes: Boeing y

Sikorsky Aero Engineering Company. Esta última fue la ganadora con su modelo UH-60A la cual

efectuó su primer vuelo el 17 de octubre de 1974 (Gónzalez Olivera & Monterrubio Lucio, 2010).

En el año de 1988 llegaron las primeras aeronaves de este tipo a la Fuerza Aérea Colombia

(Hernández, 2015), a partir de allí fue adquirida de manera paulatina la nueva versión de estas

aeronaves, el UH-60L el cual conserva los principios de diseño del modelo anterior pero le

incorpora unos motores con un mejor rendimiento, una transmisión principal más robusta, un

gancho para operar cargas externas de mayor capacidad y un sistema de reducción de infrarrojos

generados por los motores. En el año 2017 la FAC cuenta con 25 de estas aeronaves operativas, de

las cuales solo conserva una en versión UH-60A que ya se encuentra en proceso de modernización

a la versión UH-60L.

2.2 Descripción general la estructura de un helicóptero UH-60L

La aeronave UH-60L es un helicóptero construido estructuralmente bajo conceptos de falla

segura y tolerancia al daño (Sikorsky Aircraft Corporation, 1997), lo cual teóricamente garantiza

que cualquier novedad estructural, como lo puede ser una rajadura, es detectable en su fase de

formación o crecimiento sin que esta haya llegado a un tamaño critico que pueda generar una

18

pérdida de la integridad estructural de manera súbita o catastrófica, así como que la estructura está

configurada de una manera que las cargas soportadas por un componente que presente alguna falla

puedan ser asumidas por otro componentes estructural.

El Manual Técnico (TM por sus siglas en inglés) TM 1-1520-237-23-1 en el Work Package

003 describe que la estructura primaria de la aeronave está construida en aleaciones de aluminio,

también se encuentra algunos elementos como paredes de fuego y herrajes en titanio y acero. Los

componentes no estructurales de la aeronave están fabricados en plástico reforzado. Esta estructura

está dividida en seis secciones: la cabina de pilotos o sección de nariz, cabina, sección transición,

cono de cola, mástil de rotor de cola y mástil de rotor principal (Department of the Army, 2013).

Para la ubicación general de las aéreas de la aeronave y sus componentes mayores, en los

manuales del UH-60 se utilizan unas líneas de referencia denominadas “Stations” (STA),

“Waterlines” (WL) u “Butlines” (BL) (en el presente documento se conservará el idioma en el que

son definidas para evitar interpretaciones erróneas). La explicación de cada una se presenta a

continuación (US Army Aviantion and Missile Command, 2013):

• Las “Stations” (STA) son las líneas de referencia vertical que indican la distancia en

pulgadas desde otra que se encuentra por delante de la aeronave denominada la STA 0.

• Las “Waterlines” (WL) son las líneas de referencia horizontal que indican la distancia en

pulgadas desde otra que se encuentra por debajo de la aeronave denominada WL 0.

• Las “Butlines” (BL) son las líneas de referencia verticales que indican la distancia en

pulgas hacia la derecha (RBL) o hacia la izquierda (LBL) desde otra que se encuentra en el

centro de la aeronave denominada BL 0.

19

2.3 Conceptos básicos de resistencia de materiales:

Todas las estructuras metálicas diseñadas y construidas por el ser humano tienen dos

condiciones fundamentales para cumplir su función: resistencia y rigidez, las cuales al ser

evaluadas se puede determinar si son o no son seguras y funcionales ya que una deformación

excesiva o la ruptura súbita debe ser inadmisible. La resistencia de materiales se ocupa de realizar

esta evaluación, garantizando que las fuerzas internas, que son las que al final generan los esfuerzos

que producen deformaciones y rupturas, no excedan los límites con relación a la geometría y al

material con el cual se encuentra diseñada una estructura (Salazar Trujillo, 2007).

Un paso importante para evaluar las estructuras es determinar la forma en que están siendo

aplicadas las cargas (axiales, biaxiales, triaxiales, entre otros) lo que determina los tipos de

esfuerzos1 que están soportando internamente los componentes de una estructura, Salazar Trujillo

(2007) presenta una clasificación de estas cargas:

2.3.1 Tensión.

Es uno de los dos tipos de cargas axiales que son aplicadas de manera longitudinal a un

componente estructural. Para este caso, la acción generada por la carga sobre este es el incremento

en la longitud (figura 2).

1 El esfuerzo está definido como la fuerza interna que ofrece un componente estructural como respuesta a las cargas aplicadas al mismo. Los esfuerzos están en función de las cargas aplicadas y del área de la sección transversal del componente estructura (Bernal Avalos, 1999).

20

Figura 2. Componente estructural sometido a tensión. (Megson, 2005, pág. 43)

2.3.2 Compresión.

Es el segundo de los tipos de las cargas axiales. Al igual que la tensión es aplicada de manera

longitudinal a un componente estructural, pero a diferencia, esta carga genera una reducción en la

longitud de este (figura 3).

Figura 3. Componente estructural sometido a compresión (Megson, 2005, pág. 43)

2.3.3 Corte.

Son las cargas que actúan de manera perpendicular al eje longitudinal del componente

estructural (figura 4).

21

Figura 4. Componente estructural sometido a cortante (Megson, 2005, pág. 43).

2.3.4 Flexión.

Son las cargas que actúan en un componente estructural producto de otro tipo de cargas

aplicadas a componentes estructurales adyacentes (figura 6), esto ante la dificultad de aplicar una

carga a flexión pura como la que se describe en la figura 5 (Megson, 2005).

Figura 5. Componente estructural sometido a flexión pura (Megson, 2005, pág. 44).

22

Figura 6. Componente estructural sometido a flexión (Megson, 2005, pág. 44).

2.3.5 Torsión.

Al igual que el caso de la flexión, la aplicación de un esfuerzo de torque puro como el descrito

en la figura 7 solo puede ser posible como resultante de esfuerzos de cortante aplicados a

componentes estructurales adyacentes (figura 8).

Figura 7. Componente estructural sometido a torque puro (Megson, 2005, pág. 45).

23

Figura 8. Componente estructural sometido a torque (Megson, 2005, pág. 45).

Por otro lado, los materiales en los que son construidas las estructuras tienen unas

propiedades que para el caso de estudio en el presente documento es importante tener en

consideración.

Para Megson (2005), los materiales pueden ser clasificados en dos grandes grupos: dúctiles

y frágiles. Para entender esta clasificación, en su libro Structural and Stress Analysis explica

algunas propiedades sobre las cuales basa su clasificación:

2.3.6 Elasticidad.

Un material es considerado elástico cuando las deformaciones producidas por una carga

desaparecen cuando esta deja de ser aplicada. Megson (2005) afirma que todos los materiales de

ingeniería conocidos son considerados linealmente elásticos cuando la deformación es

directamente proporcional al esfuerzo aplicado dentro de ciertos límites definidos.

24

2.3.7 Plasticidad.

Propiedad que tiene un material de mantener la deformación provocada por las cargas

aplicadas después de que estas desaparecen (Megson, 2005).

De este modo, la clasificación anteriormente mencionada se puede explicar de la siguiente

manera:

2.3.8 Materiales Dúctiles.

La ductilidad es la capacidad que tiene un material de resistir altas cargas aplicadas antes de

que una fractura ocurra. Es característico de estos materiales que antes de fallar por fractura, se

pueda visualizar un cambio en las dimensiones de su área transversal. El aluminio y algunas de sus

aleaciones se cuentan con esta propiedad. Los materiales dúctiles son considerados elastoplásticos,

toda vez que tienen un comportamiento elástico hasta que el límite elástico2 es superado en razón

a las cargas aplicadas, posterior a esto su comportamiento es plástico (Megson, 2005).

2.3.9 Materiales Frágiles.

Un material frágil presenta muy poca deformación antes de fracturarse. Normalmente pueden

fallar de manera súbita sin que presenten ningún síntoma de alerta. Entre los metales que se pueden

considerar frágiles están el hierro fundido y aceros de alta resistencia (Megson, 2005).

2 El límite elástico es definido por Urbán Brotóns (s.f) como la carga unitaria aplicada a un espécimen donde se inicia la deformación plástica, en otras palabras, es la tensión bajo la cual las deformaciones no son recuperables. Para una mejor interpretación del concepto se recomienda revisar el anexo 1 al presente documento donde se presenta la gráfica de tensión vs deformaciones. Para dicha grafica el punto de finido como 𝜎𝑝𝑟 es el límite elástico.

25

2.4 Fallas comunes en componentes estructurales metálicos.

2.4.1 Deformación.

Es considerada como falla la deformación excesiva de un componente estructural si este, a

raíz de esta, deja de cumplir la función principal para la cual fue diseñado. Esta deformación puede

estar en función de las cargas aplicadas o de altas temperaturas de funcionamiento (Johnson, y

otros, 2011).

En sí, la deformación es la relación que hay entre el cambio de longitud respecto a una

longitud inicial, y está ligada al tipo de carga que se le aplique a un cuerpo o una estructura (Beer,

Johnston, Jr., DeWolf, & Mazurek, 2010). Para representarlo gráficamente y mediante una

ecuación se puede tomar como ejemplo la deformación de un espécimen sometido a una carga axial

como se muestran en la figura 9 donde ε es la deformación, L es la longitud inicial, ΔL es el cambio

de longitud y P es la carga aplicada:

Figura 9. Deformación bajo carga axial (Montero Echeverria, 2011, pág. 8)

Ecuación 1 𝜀 =𝛥𝐿

𝐿

26

2.4.2 Fractura.

La Real Academia Española (2014) define la palabra fractura como “acción y efecto de

fracturar”, a su vez define la palabra fracturar como “romper o quebrantar con violencia algo”.

Este tipo de falla Johnson et al (2011) las clasifica de acuerdo con su modo en estática, por fluencia

y dinámica.

La fractura estática está asociada a niveles de esfuerzos superiores a los que un espécimen

puede soportar, ya sea por factores de diseño o existencia de una rajadura en tamaño critico que

comprometa la integridad del sistema (Johnson, y otros, 2011).

La fractura por fluencia está asociada a componentes que trabajan en altas temperaturas.

Generalmente se presentan por una mala selección del material o un mal análisis del entorno de

operación. Generalmente estos componentes sufren deformación en función de la temperatura y de

los esfuerzos a los cuales son sometidos (Johnson, y otros, 2011).

La fractura dinámica está asociada a la fatiga del material, esta ocurre por estar sometida a

repetitivos ciclos de aplicación de cargas y se presenta cuando pequeñas deformaciones plásticas

se acumulan hasta llegar a un punto crítico (Johnson, y otros, 2011).

2.4.3 Pérdida de material.

Generalmente esta falla está asociada a fenómenos como la corrosión, la oxidación a altas

temperaturas, la erosión, el desgaste o el uso (Johnson, y otros, 2011).

2.5 Tolerancia al daño

La tolerancia al daño es la habilidad que posee una estructura de no presentar fallas súbitas

y/o catastróficas aun con la presencia de defectos, rajaduras u otro daño por un periodo de tiempo

27

suficiente hasta que estos sean detectados. Los conceptos de tolerancia al daño están muy ligado a

los conceptos de falla segura, la diferencia radica en que esta considera el crecimiento de un defecto

generado durante la fabricación o durante su vida de servicio (Reddick Jr).

Todos los criterios de tolerancia al daño están direccionados bajo dos consideraciones: el

estrés residual estático y la propagación del daño, ambos se encuentran en función del material en

el que está construida la estructura y la geometría de esta.

Reddick Jr (s.f) expone tres puntos bajo los cuales se soporta la filosofía de la tolerancia al

daño:

• Aceptar que el daño va a ocurrir.

• Una adecuada técnica de inspección puede detectar el daño.

• Mantener un esfuerzo adecuado en la estructura dañada.

Aparentemente, este es un concepto nuevo, pero como afirma Reddick Jr (s.f) desde el siglo

XV Leonardo Davinci tuvo consideraciones que tienen este enfoque.

2.6 Ley de Hooke:

En el año 1678, el científico inglés Robert Hooke planteó que la relación de la deformación

sufrida por un espécimen es directamente proporcional al esfuerzo al cual está siendo sometido.

Esta regla es conocida como la Ley de Hooke. Matemáticamente es expresada de la siguiente

manera (Megson, 2005):

Ecuación 2 𝜎 = 𝐸𝜀

28

En la anterior ecuación, E es conocido como el módulo de elasticidad, 𝜀 corresponde a la

deformación y 𝜎 al esfuerzo. Es importante decir que esta ley tiene validez para cuando las

deformaciones son consideradas elásticas, es decir no hay una deformación permanente.

2.7 Medición de deformaciones por medio de galgas extensiométricas:

Existen diferentes tipos de circuitos electrónicos de medición que son utilizados en captar el

fenómeno físico de cambio de dimensiones en elementos que son sometidos a cualquier tipo de

cargas. En todos, el concepto de funcionamiento es el mismo: los cambios de dimensiones son

convertidos en una señal eléctrica (Nawrocki, 2005). Estos elementos son denominados galgas

extensiométricas y son usadas en muchos tipos de sensores.

Según Wilson (2005) en la industria se pueden encontrar desde galgas extensiométricas

liquidas3, cables metálicos usados como galgas extensiométricas, galgas extensiométricas de

película delgada hasta galgas extensiométricas de fibra óptica. Estas últimas con un concepto de

funcionamiento diferente al explicado en el párrafo anterior.

Las galgas extensiométricas usadas en la medición de deformaciones en componentes

estructurales son transductores cuyo principio de funcionamiento se basa en la variación de la

resistencia de un conductor o semiconductor generada por tres características fundamentales: la

deformación a la que se somete el medidor, el material con el que fue construido y la configuración

que posee. Estas galgas son fijadas al componente estructural que se pretende evaluar, así cuando

3 Las galgas extensiométricas liquidas usan la resistencia de un fluido incompresible (comúnmente mercurio) que se encuentra dentro de un tubo elástico. Dos electrodos metálicos miden la resistencia del fluido y la variación en esta se presenta a medida que las fuerzas se aplican a lo largo del tubo reduciendo el diámetro de este, pero manteniendo el volumen del líquido constante (Wilson, 2005).

29

los esfuerzos mecánicos generen una deformación, las resistencias de la galga sufrirá pequeños

cambios que se traducen en diferencias de voltaje (Alzate, Montes Ocampo, & Silva Ortega, 2007).

Para Megson (2005) es importante tener en consideración que las galgas extensiométricas

miden directamente deformaciones, pero para determinar niveles de esfuerzos soportados por un

espécimen en un punto específico se deben utilizar galgas extensiométricas tipo “roseta”, nombre

dado como anglicismo de la palabra rosette. Estas galgas están formadas por tres galgas

extensiométricas inclinadas comúnmente 45° o 60° la una de la otra.

Para Murray y Miller (1992), este ángulo de separación entre las galgas no refiere una

particular importancia siempre y cuando sean equiangulares, pues a la larga depende de

preferencias a la hora de resolver las ecuaciones para determinar niveles de estrés.

Figura 10. Partes que componen una galga extensiométrica. (Montero Echeverria, 2011, pág. 7)

Entre las partes principales que se pueden identificar en una galga extensiométrica están:

portador, lámina, guías, puntos de conexión (Montero Echeverria, 2011).

30

2.8 Puente de Wheatstone

Puente es el nombre dado a una serie de circuitos electrónicos utilizados para realizar algún

tipo de medición, que en una gran frecuencia es una medición de resistencia. Los puentes tienen

gran aplicabilidad cuando es requerido determinar con una gran exactitud una resistencia en

particular. Charles Wheatstone efectuó una mejora al puente inventado por Samuel Christie, de ahí

que el nombre comercial es el Puente de Wheatstone. Este puente específicamente es utilizado para

medir resistencias desde miliohms hasta megohms con una exactitud del 0,1% (Wolf & Smith,

1992).

En la figura 11, se grafica la configuración del circuito del Puente de Wheatstone, donde la

resistencia desconocida corresponde a 𝑅𝑥, las resistencias conocidas corresponden a 𝑅1, 𝑅2 y 𝑅3

y se considera el circuito en balance (el voltaje 𝑉0 se divide en partes iguales por los caminos abd

y acd), se tiene lo siguiente:

Ecuación 3 𝑅𝑥

𝑅3=

𝑅2

𝑅1

Ecuación 4 𝑅𝑥 = 𝑅3𝑅2

𝑅1

Figura 11. Circuito del Puente de Wheatston (Wolf & Smith, 1992).

31

2.9 La propiedad intelectual:

Si bien la discusión a nivel mundial sobre la propiedad intelectual ha tenido un mayor

asentamiento en las últimas cuatro décadas, se tienen registros de patentes de invención en las

cortes de Florencia y Venecia en el siglo XV. Las razones por la cuales se ha venido dando una

mayor importancia al tema de la propiedad intelectual tiene su origen en la acelerada y exitosa

participación de las empresas norteamericanas en los ámbitos de la farmacéutica, la investigación

y los desarrollos tecnológicos vividos en década de los 70. Estas empresas al ver que empresas

extrajeras y competidoras directas se estaban copiando con gran facilidad muchos de estos

desarrollos, decidieron hacer uso de su poder empresarial y lograron incluir ese tema en la agenda

legislativa, acción que trajo como consecuencia los primeros cambios en la ley. Estos cambios en

la ley generaron que en los años 80 creciera de manera significativa el registro de patentes en la

economía estadounidense y que otros países empezaran a interpretar de igual forma la necesidad e

importancia de la protección a todos los esfuerzos nacionales por desarrollar e investigar en nuevos

temas (Abarza & Katz, 2002).

Entre los hitos importantes que permitieron que se presentara el fenómeno en Estados Unidos

descritos anteriormente y que en la actualidad se pueda hablar de propiedad intelectual y que estos

conceptos estén internacionalizados se encuentran la Convención de París para la Propiedad

Intelectual en 18834, y la Convención de Berna para la protección de las obras literarias y artísticas

en 1886, ambos firmados por Colombia (Díaz, 2008).

4 La Convención de París para la Propiedad Intelectual es considerada la base de la codificación moderna de los temas de propiedad intelectual.

32

La Organización Mundial de la Propiedad Intelectual5 define la misma como la protección

de todo lo que pueda crear la mente humana: inventos, obras artísticas, símbolos usados en el

comercio, entre otras. La Propiedad Intelectual se encuentra dividida en 2 categorías: propiedad

industrial (inventos, marcas, diseños industriales, modelos de utilidad) y derechos de autor (obras

literarias, obras artísticas, música, películas, diseños de software). La propiedad intelectual es a

cualquier otro derecho de propiedad, donde el que la posee puede explotarla y beneficiarse que lo

que derive su creación u obra. (OMPI).

La propiedad intelectual es vista en Colombia como un incentivo para fortalecer una base de

producción de conocimiento y como una herramienta para mejorar los niveles de competitividad y

productividad de los diferentes sectores económicos. Producto de esta visión y ante la necesidad

de brindar garantías para el pleno ejercicio de los derechos de propiedad intelectual, el gobierno

colombiano evidenció la necesidad de gestionar a los diferentes actores que forman parte del

Sistema de Propiedad Intelectual (figura 13) (Departamento Nacional de Planeación, 2008).

La Fuerza Aérea Colombiana a través de la Dirección de Ciencia, Tecnología e Innovación

y su Sistema de Ciencia, Tecnología e Innovación SCTeI6 acoge la clasificación que realiza la

OMPI en cuanto a las categorías en que se divide la propiedad intelectual ya explicado en el

presente numeral (Fuerza Aérea Colombiana, 2015).

5 Organismo adscrito a la ONU especializado en temas de propiedad intelectual. Este organismo busca la cooperación entre los estados para fomentar la protección de la propiedad intelectual en todo el mundo y también busca la cooperación administrativa entre las diferentes uniones de propiedad intelectual (Abarza & Katz, 2002). 6 El Sistema de Ciencia, Tecnología e Innovación SCTeI está definido en el Modelo de Investigación del Sistema Educativo de la Fuerza Aérea Colombiana (MOINV) (2015) como “un sistema sistema abierto, no excluyente, del cual forman parte todos los programas, estrategias y actividades en ciencia, tecnología e innovación, consistentes con las prioridades establecidas en el PEI 2011- 2030”

33

Para el caso de la propiedad industrial, los Estados cuentan con una serie de herramientas

para garantizar la protección de los inventos. Algunas de esas herramientas son las patentes de

invención, patentes de modelos de utilidad y diseños industriales.

Al interior de la Fuerza Aérea Colombiana, toda nueva creación o cualquier desarrollo

intelectual con aplicación industrial se le deberá ser aplicada la gestión de la propiedad industrial

siempre y cuando sea protegible y de que exista un interés por parte de la institución de apropiarse

de los resultados. Para definir dicho interés, la FAC cuenta con la Oficina de Transferencia

Tecnología OTT-FAC quienes evaluarán la funcionalidad técnica del desarrollo y realizará un

análisis comercial para categorizar el producto. Del resultado de dicha evaluación la FAC

determina si se procede o no con el proceso de protección (Fuerza Aérea Colombiana, 2015).

El anterior proceso se describe en el anexo H del Modelo de Investigación del Sistema

Educativo de la Fuerza Aérea Colombiana (MOINV) y el cual se presenta en la figura 12 del

presente documento.

2.9.1 Las patentes de invención

Las patentes son derechos exclusivos concedidos a las personas u organizaciones que generen

invenciones. Quien posea una patente, garantiza que su invención será protegida generalmente por

veinte años. Durante este tiempo, el titular será el beneficiado de la explotación de esta. La

protección que brindan las patentes se resume en que el invento no podrá ser fabricado,

comercializado o utilizado sin autorización expresa del titular de esta (OMPI).

Por medio de las patentes, el Estado reconoce a los inventores los esfuerzos realizados para

encontrar soluciones a problemas que presenta la humanidad. En Colombia, la legislación que rige

el tema de las patentes es la Decisión 486 de 2000 de la Comisión de la comunidad Andina (SIC,

34

2017). A su vez, la Superintendencia de Industria y Comercio ha emitido una Circular Única donde

se establecen las directrices para la realización de los trámites de obtención de propiedad industrial.

Figura 12. Solicitud Patente de Invención (Fuerza Aérea Colombiana, 2015, pág. 83)

35

Figura 13. Sistema de Propiedad Intelectual (Departamento Nacional de Planeación, 2008, pág. 8)

2.9.2 Modelos de utilidad

La diferencia con las patentes de invención radica en que estas consisten en nuevas formas o

configuración a inventos ya registrados que generan una nueva utilidad, efecto o ventaja que antes

no poseían. Su protección se extiende hasta por diez años. Estas patentes solo conciben la

protección de inventos de producto y deben tener aplicación industrial (SIC, 2017).

Al igual que las patentes de invención, la legislación que rige el tema de las patentes para

Colombia es la Decisión 486 de 2000 de la Comisión de la comunidad Andina y la Circular Única

de la Superintendencia de Industria y Comercio.

36

Las solicitudes de patentes de invención o modelos de utilidad pueden ser presentadas como

una solicitud de patente nacional, como una solicitud de patente internacional o como una solicitud

de patente regional. La elección de donde debe ser presentada radica en su nivel inventivo, el

mercado de interés, la seguridad de que la solicitud tenga éxito y los recursos con los que cuente la

organización que va a aplicar al proceso de protección. La Fuerza Aérea Colombiana tiene definido

el siguiente orden para proteger una patente de invención o un modelo de utilidad: primero una

solicitud nacional, seguida de una solicitud internacional y nuevamente una solicitud nacional o

regional en los países diferentes a Colombia donde se desee proteger la invención (Fuerza Aérea

Colombiana, 2015).

2.9.3 Diseños industriales

La Superintendencia de Industria y Comercio define este concepto como “la forma externa

bidimensional o tridimensional de un producto que le otorga una apariencia particular a este”.

A diferencia de los inventos, los diseños industriales no se patentan, sino que se registran, y

buscan proteger únicamente la forma de algún producto, y mediante la protección se está

reconociendo el esfuerzo intelectual que conlleva diseñar dicha forma (SIC, 2017).

2.10 Creative Commons

Creative commons es una organización sin fines de lucro fundada en el año 2001 que se

soporta en herramientas jurídicas gratuitas y de libre acceso para promover la generación de

contenidos y conocimientos que puedan ser compartidos de manera legal. La organización ofrece

de manera gratuita licencias de derechos autor denominadas CC, con lo que se busca que el hecho

de compartir no vaya en dirección opuesta de conservar los derechos adquiridos del creador. Los

37

contenidos o trabajos protegidos bajo estas licencias le permiten a otras personas compartirlos,

usarlos y en algunos casos construir nuevos contenidos sobre ellos (Creative Commons, 2019).

En otras palabras, las licencias CC son un mecanismo voluntario para que las creaciones

estén tanto al alcance de los autores como de los posibles usuarios, y tiene gran relevancia para que

estas (las creaciones) puedan ser publicadas en la red dejando en claro y de una manera estratégica,

que se puede hacer o no con ellas. Estas licencias son un punto medio entre “todos los derechos

reservados” y el “ningún derecho reservado” definiéndose en sí como “algunos derechos

reservados” como se muestra en la figura 14 (Vercelli & Marotias, 2007).

Figura 14. Representación gráfica de lo que son las licencias Creative Commons (Vercelli & Marotias, 2007, pág. 2).

2.10.1 Creative Commons en Colombia.

Visto desde otra óptica, la Organización Creative Commons se convierte en una gran red

global que está abierta a cualquier entidad o persona que muestre un gran compromiso en compartir

e intercambiar conocimiento de una manera responsable y compartiendo unos principios

enmarcados dentro de un código de conducta de la comunidad (Creative Commons, 2017).

En Colombia, la organización se incorporó en el año 2006, y desde ese año el equipo de

trabajo viene desarrollando labores de promoción y difusión de las licencias y sus diferentes

aplicaciones. Los miembros del capítulo colombiano de Creative Commons se involucraron en una

38

reestructuración y finalmente en el año 2019 seleccionaron el grupo coordinador hasta el año 2020.

En la página web de la organización mencionan con nombres propios a las personas que conforman

ese grupo (Creative Commons, 2019).

2.10.2 Tipos de licencias que ofrece Creative Commons.

La organización Creative Commons pone a disposición de los usuarios seis tipos de licencias,

así como una guía interactiva para que se selecciones la mejor licencia de acuerdo a cada una de

las necesidades. A continuación se describen las licencias disponibles:

• Atribución: Creative Commons (2019) describe en su página web como la licencia que

“permite (…) distribuir, mezclar, ajustar y construir a partir de su obra, incluso con fines

comerciales, siempre que le sea reconocida la autoría de la creación original (…).

Recomendada para una máxima difusión y utilización de los materiales sujetos a la

licencia”.

• Atribución – Sin Derivar: es una licencia que autoriza la redistribución de la obra de

manera íntegra y sin ningún tipo de cambio, ya sea con fines comerciales o no, en la que

se le da crédito al autor (Creative Commons, 2019).

• Atribución – No Comercial – Sin Derivar: es considerada por la organización como la

más restrictiva de las licencias que ofertan, pues solo tiene permisos para que la obra sea

descargada y compartida siempre con el reconocimiento al autor. No puede ser alterada

ni ser usada con fines comerciales (Creative Commons, 2019).

• Atribución – No Comercial: es una licencia que permite tomar como base una obra y

sobre esta crear, distribuir o modificar sin un interés económico. Se debe reconocer

39

siempre la autoría y las obras que se deriven de la inicial no necesariamente se deben

licenciar bajo las mismas condiciones de la original (Creative Commons, 2019).

• Atribución – No Comercial – Compartir Igual: es una licencia que permite tomar como

base una obra y sobre esta crear, distribuir o modificar sin un interés económico. Se debe

reconocer siempre la autoría y las obras que se deriven de la inicial se deben licenciar

bajo las misas condiciones de la original (Creative Commons, 2019).

• Atribución – Compartir Igual: es una licencia que permite tomar como base una obra y

sobre esta crear, distribuir o modificar con fines comerciales. Se debe reconocer siempre

la autoría y las obras que se deriven de la inicial se deben licenciar bajo las misas

condiciones de la original (Creative Commons, 2019).

2.11 Vigilancia Tecnológica

Partiendo del modelo de las cinco fuerzas de Michael Porter, y de acuerdo con lo descrito

por Fernando Palop y José M. Vicente (1999), Bruno Martinet y Jean-Michael Ribuault identifican

en su libro “La Veille technologique, concurrentielle et commerciale: Sources, méthodologie,

organisation” se pueden identificar cuatro tipos de vigilancia, son ellas:

• La vigilancia tecnológica: centrada en el seguimiento que se hace del estado de una técnica

en particular.

• La vigilancia competitiva: se centra en el seguimiento que se hace de la competencia actual,

la competencia potencial y la competencia que pueda ofrecer productos sustitutivos.

• La vigilancia comercial: se centra en el seguimiento de los clientes y los proveedores.

40

• La vigilancia del entorno: se centra en el seguimiento del marco general en que puede

moverse la competencia: características de una sociedad, aspectos jurídicos, culturales,

ambientales, entre otros.

La clasificación dada anteriormente se basa en un documento escrito a finales de los años

ochenta, y toma sentido encontrar que en la actualidad, dentro de los mismos proceso de vigilancia

tecnológica se abarcan aspectos que son mencionados como si se tratara de otro tipo de vigilancia,

de este modo, para el Sector Defensa en Colombia, la vigilancia tecnológica es un proceso que

busca información de carácter económico, tecnológico, legislativo (entre otros), por medio de

actividades enmarcadas en la ley con la que se pretende identificar oportunidades y riesgos para

establecer las estrategias de las organizaciones (Dirección de Ciencia y Técnologia e Innovación,

2015).

Toda la información consultada mediante los procesos de vigilancia tecnológica es de

carácter público y formalizado por medio de sistemas de información. Este proceso se ejecuta por

medio de herramientas tecnológicas que identifican principalmente de la información disponible

de patentes a nivel mundial, artículos científicos y técnicos publicados. Particularmente las patentes

toman una relevancia importante en estos ejercicios ya que van dirigidas a la solución de

necesidades y aplicaciones específicas.

Para Colombia y más específicamente para el sector defensa, la ejecución de estos ejercicios

de vigilancia tecnológica están guiadas por el Manual de Vigilancia Tecnológica publicado en el

año 2015 por el Ministerio de Defensa Nacional, allí se plasman una serie de conceptos básicos

asociados al ejercicio como tal, las aplicaciones que tendrían los mismos en el sector defensa

colombiano, como se ejecutan, quienes participan y como se solicita.

41

La Dirección de Ciencia, Tecnología e Innovación del Ministerio de Defensa Nacional adopta

las fases del proceso de vigilancia tecnológica que describe la norma UNE166006, son ellas:

a. Delimitación del sistema: es en esta fase donde se exploran los últimos avances o desarrollos

del producto o tecnología que se está explorando, así mismo se busca identificar la situación

entorno a propiedad intelectual (patentes que existan) y se realiza un estado del arte de esta

donde se avalúa la conveniencia de continuar o no con el desarrollo planteado.

b. Descriptores: en esta fase se realiza un listado de palabras claves que permitan ubicar

información de prioridad que se introduce en las bases de datos o las fuentes usadas en el

ejercicio. Estas palabras claves o descriptores son la base para la construcción de las ecuaciones

de búsqueda.

c. Expertos: es la fase donde se elige el personal de expertos que a futuro evaluará la información

obtenida, quienes con su idoneidad avalarán o reorientarán el ejercicio.

d. Fuentes de información: de acuerdo con el tipo de productos o tecnología que se esté

investigando, es la fase donde se define cuáles serán las fuentes de la información donde

efectuará la búsqueda: bases de datos, publicaciones especializadas, etc.

e. Elaboración de ecuaciones o queries de búsqueda: es la fase donde se formulan las ecuaciones

de búsqueda basándose en la información obtenida.

f. Implementación de la búsqueda en la herramienta tecnológica: es la fase donde se introducen

las ecuaciones de búsqueda anteriormente definidas dentro de las herramientas tecnológicas

que se disponga. En esta fase también se realiza un análisis a la bibliografía obtenida que se

clasifiquen como artículos científicos, publicaciones especializadas, entre otros.

42

g. Obtención de indicadores cienciométricos: es la fase donde se construyen matrices, mapas

tecnológicos, mapas de citaciones y otras herramientas basadas en la información obtenida.

h. Validación por experto designado: es la fase donde se efectúa la revisión de la información

obtenida por parte de los expertos. Es aquí también donde gracias a la experiencia de estos se

puede reorientar el ejercicio de vigilancia o la validación de este.

i. Elaboración y presentación del informe de vigilancia tecnológica: es la fase donde se entregan

finalmente los resultados obtenidos del ejercicio. La estructura del informe está sujeta al tipo

de requerimiento y hacia quién va dirigido.

j. Difusión: es la fase donde se cumple uno de los objetivos del proceso de vigilancia tecnológica,

y es la divulgación de los resultados al interior de la institución.

Para cada uno de los literales anteriores, el manual indica quien es el responsable y los

documentos que deben generarse al agotarse la fase. Las responsabilidades del ejercicio recaen

sobre el usuario, el gestor tecnológico y el experto, quienes son a fin de cuentas los únicos que

intervienen en todo el proceso de vigilancia tecnológica (Dirección de Ciencia y Técnologia e

Innovación, 2015).

Los procesos de vigilancia tecnológica poseen, por su naturaleza misma, una serie de

amenazas de las cuales debe cuidarse constantemente. Estas amenazas son los aspectos éticos y

legales que se pueden transgredir ante la necesidad de buscar información útil y el carecer de

habilidades y técnicas de gestión de la información, siendo estos dos la clave binaria para cruzar la

línea que separa la vigilancia tecnológica del espionaje (Palop & Vicente, 1999)

Ante este riesgo, la sociedad de profesionales del campo de la vigilancia tecnológica y

competitiva (SCIP), plantea un riguroso código de ética con el cual se busca generar en quienes

43

participan de estos procesos un correcto y adecuado comportamiento que ponga siempre por

encima el cumplimiento de la tarea dentro de los lineamientos legales y éticos (Strategic and

Competitive Intelligence Professionals, 2019).

2.12 Escalamiento Industrial.

El escalamiento industrial es concebido como el crecimiento de conjunto de actividades

productivas que tienen como resultado la generación de bienes de alto valor agregado, lo cual es

consecuencia de una alta capacidad de innovación y de una sofisticación tecnológica. Estos

resultados se convierten en mejoras en los niveles de competitividad industrial y de economía del

sector al cual pertenezca el desarrollo (Palacios Lara, 2008).

Para autores como Velázquez Pompeyo & López Salazar (2015), el escalamiento industrial

es una perspectiva teórica “que documentan las reestructuraciones de la industria hacia actividades

más complejas”. El concepto abarca la adquisición de capacidades de tecnología y nexos

comerciales que permitan al sector generar valor en sus procesos. Es la elaboración de productos

con mejor calidad, más eficientes y diferenciados que entran en un ciclo de constante innovación.

2.13 Medición de micro deformaciones en la Fuerza Aérea Colombiana.

Desde el año 2013 la Fuerza Aérea Colombiana por medio de la Sección Certificación de la

Defensa ha venido realizando una serie de ejercicios de mediciones del comportamiento estructural

de la aeronave T-90 Calima con el fin de cumplir los requisitos de certificación de dicha aeronave.

Estas actividades han derivado en el interés de algunas dependencias del Comando Aéreo de

Combate No 5 de utilizar algunas de estas herramientas para determinar y caracterizar el

comportamiento estructural de la aeronave UH-60. Este interés dio como resultado que en el año

2014 mediante la convocatoria de Colciencias No 666 se obtuviera la financiación del proyecto de

44

investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de la estructura del helicóptero

UH-60” (COLCIENCIAS, 2014).

Este proyecto le permitió al Comando Aéreo de Combate No 5 y a la empresa Inter-telco,

desarrollar unos trabajos específicos sobre el componente estructural más grande que posee una

aeronave UH-60: el herraje superior de la estación 308. En dicho componente de la aeronave FAC

4124 fueron instaladas 4 galgas extensiométricas sobre una de las áreas que tradicionalmente

presentan algún tipo de falla.

Actualmente, y con el apoyo del Centro de Metrología del Comando Aéreo de

Mantenimiento, también le fueron instaladas galgas extensiométricas a la aeronave FAC 4138, esta

vez en otros componentes estructurales importantes que posee la aeronave con el fin de realizar un

estudio de ingeniería y apoyar la toma de decisiones al interior del Grupo Técnico del CACOM-5.

También, al interior del Centro de Desarrollo Aeroespacial CETAD se vienen adelantando

investigaciones para integrar lo logrado en el año 2014 con el proyecto “Modelación y análisis de

la estructura del helicóptero UH-60” a un sistema de adquisición de datos de comportamiento en

vuelo de la aeronave con el fin de cruzar la información obtenida de deformaciones con maniobras

específicas y en un momento especifico. Estas mejoras que se desean hacer al sistema y lo realizado

por la Sección Ingeniería del CACOM-5 se encuentran fuera del alcance del presente proyecto.

2.13.1 Proyecto de investigación “Modelación y Análisis de la Estructura del Helicóptero UH-

60”

Este proyecto de investigación fue desarrollado en el marco de la convocatoria No 666

realizada por COLCIENCIAS el año 2014. Su ejecución se dio bajo el contrato 506 y quedó

adscrito al Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación en Seguridad y Defensa. Como entidad

45

ejecutora se desempeñó la empresa Inter-telco SAS y como entidad beneficiaria la Fuerza Aérea

Colombiana (COLCIENCIAS, 2015).

Para la ejecución del proyecto, la Fuerza Aérea Colombiana dispuso de una aeronave en

configuración Arpía IV, en la cual se efectuaron las pruebas de las herramientas de medición que

hacen parte de los entregables del mismo. La selección de un Arpía IV buscaba hacer las

mediciones en las condiciones más exigentes a las cuales se someten los helicópteros UH-60.

En principio, el diseño metodológico consideraba ejecutar la investigación en tres fases: una

primera donde se determinarían las frecuencias de operación de sistemas y subsistemas de la

aeronave, la segunda donde se identificarían los puntos con mayor ocurrencia de fallas asociadas a

fatiga y la tercera que era la selección de uno de los puntos de la estructura de la aeronave donde

se instalarían los sensores.

2.13.1.1 Actividades relevantes ejecutadas durante la ejecución del proyecto

En el documento Informe Técnico de Avance o Final de Programas y Proyectos de CTeI de

fecha diciembre de 2015, la empresa Inter-telco SAS relaciona las actividades de mayor impacto

que se realizaron durante toda la investigación, estas actividades en concordancia con el

cumplimiento de los objetivos trazados al inicio de esta (COLCIENCIAS, 2015):

• Se realizó el estudio de los materiales de los helicópteros que presentan fatigas estructurales

y que están provocando que las aeronaves se tengan que llevar al taller para mantenimiento

antes de lo planeado.

• Con la información teórica recopilada, se seleccionaron los sensores, equipos y software

necesarios para realizar las medidas reales.

46

• Se midieron todas las frecuencias que genera el helicóptero UH60 encendido, para deducir

cuáles frecuencias no eran usadas por la aeronave y poder trabajar los sistemas electrónicos

sin generar interferencias.

• Se realizaron pruebas en laboratorio, usando los mismos materiales que se usan en las

aeronaves; y con los resultados obtenidos que se ajustaron a lo teórico, se configuró el

software y se calibraron los equipos para las medidas con la aeronave en movimiento.

• Se realizaron las pruebas finales con la aeronave en vuelo (FAC 4124), donde se ejecutaron

maniobras de alta exigencia para la aeronave durante dos horas.

2.13.1.2 Avances significativos del proyecto:

De las diferentes tareas desarrolladas en el proyecto de investigación con código

606466640176 “Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”, se obtuvieron

avances significativos en establecer la herramienta adecuada para efectuar para la medición de

micro deformaciones. Entre los avances más significativos se pueden nombrar los siguientes:

2.13.1.2.1 Selección del hardware requerido para efectuar las mediciones.

La selección de estos componentes fue producto de una evaluación realizada a diferentes

tipos de sensores y sistemas de adquisición de datos. También jugó un papel importante las

necesidades y restricciones planteadas desde la Sección Ingeniería del Grupo Técnico del Comando

Aéreo de Combate No. 5. Otro aspecto que se tuvo en cuenta fue la asignación de recursos para

dicho proyecto. Conjugando todo lo anterior, fueron seleccionados los siguientes equipos:

• Galgas extensiométricas biaxiales Referencia: 1-XY93-3/350

• Cables de conexión de fluoriopolimero blanco Referencia: 1-3301.0094-W

47

• Terminales de soldadura Referencia: LS5

• Sistema de adquisición de datos CompactRIO 9063

• Módulo de galga extensiométrica de cuarto de puente NI 9236

• Batería de alimentación M-Tek Referencia:12120

2.13.1.2.2 Creación del software de adquisición de datos.

En este aspecto, se elaboró por medio de LabVIEW un software que se compone de 4 etapas

(figura 15). Cada una de las 4 etapas cumplen un papel importante a la hora de procesar la

información que serán suministradas por las galgas extensiométricas (Inter-telco SAS, 2015).

Figura 15.Etapas del software de adquisición de datos (Inter-telco SAS, 2015, pág. 3)

Dadas las limitaciones de memoria del hardware seleccionado, cada 20 minutos se hace la

extracción de la información almacenada. Dicha información es generada en archivos con

extensión .tdms. Este formato permite ser visualizado tanto en Excel como en un software

desarrollado por Nacional Instruments llamado Diadem (Inter-telco SAS, 2015).

2.14 Mapeo estructural de las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana.

El mapeo estructural es una herramienta con la que cuenta la Fuerza Aérea Colombiana para

registrar de manera controlada, ordenada y gráfica las diferentes novedades estructurales que se

presentan en las aeronaves que esta opera.

48

El registro de dichas novedades ha estado en cabeza de las secciones de ingeniería de cada

una de las Unidades y hasta hace unos 5 años, era una actividad que no se llevaba con la rigurosidad

que se amerita. Actualmente, existe el mensaje técnico No. 913 Rev. 3 con el cual se dan directrices

claras para que esta actividad quede registrada dentro del sistema SAP7.

En el caso puntual del CACOM-5, la sección ingeniería cuenta con una base de datos de

novedades estructurales que se han presentado en las aeronaves UH-60 y ésta se registra como

anexo al mapeo que actualmente se lleva en el sistema SAP.

2.15 Tabla de trabajos seminales de la presente investigación

La siguiente tabla muestra los diferentes temas abarcados para realizar esta investigación y

los principales documentos que fueron tenidos en cuenta, los cuales fueron la base para profundizar

en temas específicos y orientar nuevos enfoques.

Tabla 1. Trabajos seminales

TEMA DOCUMENTO AUTOR AÑO

Descripción del

helicóptero UH-60

Aircraft Specification for the UH-60L Black

Hawk Helicopter Sikorsky Inc. 1997

Technical Manual TM-1520-237-23-1

Headquarters,

Department of the

Army

2013

Mecánica y Resistencia

de materiales

Structural and Stress Analysis Megson, T 2005

Mechanics of Materials Algirdas Čižas 2008

Sensores, galgas

extensiométricas The Bonded Electrical Resistance Strain Gage

William M. Murray,

William R. Miller 1992

Propiedad intelectual

Los derechos de propiedad intelectual en el

mundo de la OMC

Jacqueline Abarza,

Jorge Katz 2002

Página web de la Organización Mundial de la

Propiedad Intelectual OMPI 2017

Página web de la Superintendencia de Industria

y Comercio SIC 2017

Fuente: elaboración propia.

7 Enterprise Resource Planning (ERP) utilizado por la Fuerza Aérea Colombiana.

49

3. DESARROLLO METODOLOGICO

Una forma simple de mostrar la metodología desarrollada durante la presente investigación

se puede visualizar en la figura 16, allí se plasman las fases en las cuales se desarrolló la

investigación y a los objetivos específicos a los cuales se les apuntaba.

Figura 16. Diagrama de flujo del desarrollo metodológico. (Elaboración propia usando Bizagi Modeler8)

8 Bizagi Modeler es un software de modelamiento de procesos bajo el cual se puede llegar al punto de simularlos mejorando la productividad y la velocidad de los mismos (Bizagi, 2019).

50

3.1 Tipo de investigación.

La Fuerza Aérea Colombiana es el único operador que existe en el mundo de las aeronaves

UH-60 en configuración de ataque Arpía IV. Esta característica distintiva permite que este tipo de

investigaciones sean consideradas de carácter exploratorio.

Por otro lado, el poder establecer de una manera técnica y de alta precisión datos que puedan

caracterizar los comportamientos estructurales de las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea

Colombiana tiene un componente de investigación descriptiva.

La metodología desarrollada durante la investigación puede ser plasmada en las siguientes

fases:

Fase 1. Análisis del mapeo estructural de las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea

Colombiana. Este puede considerarse el paso inicial para el desarrollo de cualquier herramienta de

medición de la condición de la estructura de las aeronaves UH-60. Un análisis completo del mapeo

estructural puede definir las zonas de mayor ocurrencia de fallas estructurales y zonas que impactan

la integridad estructural de la aeronave. Esta información se puede considerar la hoja de ruta que

orientará las decisiones sobre qué áreas censar y analizar.

Fase 2. Verificación de la información recopilada durante la ejecución del proyecto de


UH-60” perteneciente a la convocatoria de Colciencias No 666. Durante este proyecto se avanzó

de manera significativa por parte del Comando Aéreo de Combate No 5 en la implementación de

herramientas que permitan visualizar el comportamiento estructural de las aeronaves que tiene

logísticamente asignadas. Producto de todo el proceso de investigación se pudo establecer la clase

de galgas que es recomendable utilizar en zonas de altos niveles de estrés, se definieron los

51

procedimientos de instalación de dichas galgas basados en las recomendaciones de la empresa que

las fabrica. Así mismo, se efectuó un análisis de las alternativas que hay en el mercado de hardware

que puede ser utilizado para obtener, recopilar y almacenar la información a medir.

Durante el proceso de investigación se logró instrumentar el herraje superior de la STA 308

de la aeronave FAC 4124, esta aeronave fue sometida a un vuelo de prueba en el que se hicieron

las maniobras típicas de una aeronave Arpía. De este ejercicio también se generó información

valiosa que debe ser tenida en cuenta durante la presente fase.

Fase 3. Verificación de la aplicación de la metodología de vigilancia tecnológica descrita

por el Ministerio de Defensa Nacional. De acuerdo con el Modelo de Investigación del Sistema

Educativo de la Fuerza Aérea Colombiana (MOINV), todos los mecanismos de protección y

registro de invenciones derivadas de proyectos de investigación realizados por personal orgánico

de la FAC son responsabilidad de la Dirección de Ciencia, Tecnología e Innovación (DICTI)

(Fuerza Aérea Colombiana, 2015). En ese sentido mencionada dirección ha realizado una serie de

actividades de vigilancia tecnología a los resultados obtenidos del proyecto de investigación con

código 606466640176 “Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”

perteneciente a la convocatoria de Colciencias No 666. En esta fase se busca efectuar la revisión

del procedimiento desarrollado al interior de la FAC y que cumpla con la metodología propuesta

por el Ministerio de Defensa Nacional.

3.2 Descripción de la población sujeta del análisis.

Para el análisis del mapeo estructural de las aeronaves UH-60 de la FAC, se tomaron los

reportes registrados en el formato FAC4-395T “Resumen mapeo estructural aviso Z0” hasta el día

30 de junio de 2018 de las 25 aeronaves de este tipo con las que cuenta la FAC. Como se mencionó

52

anteriormente, en dicho formato están relacionadas las novedades que tienen registro en el sistema

SAP y el mapeo anexo a dicho formato. Solo se tuvieron en cuenta las novedades que se pueda

establecer tienen su origen en la operación propia de la aeronave, por consiguiente, no se analizaron

las anotaciones por daños estructurales generados por armas de fuego, golpes a la aeronave o

corrosión.

Así mismo, no se consideraron las anotaciones realizadas a los componentes como Tail Rotor

Pylon, Estabilizador horizontal, puertas y cubiertas, toda vez que estos elementos pueden ser

intercambiados entre aeronaves.

Después de realizar todos los anteriores filtros se lograron identificar en total 137 anotaciones

que tienen como origen fatiga de material. De estas anotaciones, 115 cuentan con la información

necesaria (stations (STA) y butlines (BL)) para ubicar cada una en un esquema bidimensional de

una aeronave UH-60 estándar (anotaciones resaltadas en verde en la tabla 2).

Tabla 2. Listado de novedades estructurales identificadas durante el ejercicio.

ITEM AERONAVE STA WL RBL LBL MIEMBRO ESTRUCTURAL

AFECTADO POSIBLE CAUSA

1 FAC 0007 379 265 Riel puerta de carga Fatiga

2 FAC 0007 230 215 Riel silla pilotos Fatiga

3 FAC 0007 379 206 40 Fitting inferior No establecido

4 FAC 0007 300 261 40 Fitting No establecido

5 FAC 0007 300 Panel stress Fatiga



8 FAC 0007 359 269 17 No establecido Fatiga

9 FAC 4103 308 260 34.5 Fitting superior Fatiga

10 FAC 4103 400 258 27 Mamparo Fatiga

11 FAC 4103 363 268 14 Piel de titanio Fatiga

12 FAC 4103 379 270 42 Soportes Oil Cooler Fatiga


14 FAC 4103 350 270 Pared de fuego Fatiga

15 FAC 4103 312 No establecido Fatiga

16 FAC 4103 379 Strap inferior Fatiga

17 FAC 4103 363 268 Piel de titanio Fatiga




53



21 FAC 4103 361 266 34.5 No establecido Fatiga

22 FAC 4103 378 266 34.5 Piel de titanio Fatiga

23 FAC 4103 310 280 34.5 Soporte Fatiga

24 FAC 4103 295 230 34.5 Piel Fatiga

25 FAC 4103 485 240 19 Fitting Fatiga


27 FAC 4104 476 216 5 Larguerillo Fatiga


29 FAC 4104 374 260 10 Soporte Oil Cooler Fatiga


31 FAC 4104 379 210 47 Piel Fatiga

32 FAC 4104 379 Strap inferior Fatiga


34 FAC 4104 308 Fitting superior Fatiga


36 FAC 4105 223 215 34 Angulo Fatiga

37 FAC 4105 420 268 2 Paredes de fuego Fatiga

38 FAC 4105 366 274 15 15 Paredes de fuego Fatiga

39 FAC 4105 349 278 20.5 Channel Fatiga




43 FAC 4106 187 Mamparo Fatiga





48 FAC 4108 360 200 30 Larguerillo Fatiga

49 FAC 4109 260 206 50 Strap Fatiga

50 FAC 4109 250 200 40 Lamina Fatiga



53 FAC 4109 308 260 34 Fitting superior Fatiga

54 FAC 4109 309 260 34.5 Viga 34.5 Fatiga

55 FAC 4109 480 206 0 Piel Fatiga

56 FAC 4109 540 1 Piel Fatiga


58 FAC 4110 180 Viga Fatiga




62 FAC 4120 260 248 38 Piel Fatiga

63 FAC 4120 308 257 34.5 Angulo Fatiga


65 FAC 4120 464 200 10 Anillo formador Fatiga



68 FAC 4120 254 220 50 Piel Fatiga


70 FAC 4121 290 235 48 Panel stress Fatiga

71 FAC 4121 395 250 30 Piel Fatiga


54



73 FAC 4121 360 290 Piel motor Fatiga



76 FAC 4122 325 265 18 Piel Fatiga

77 FAC 4122 350 260 20 Piel de titanio Fatiga



80 FAC 4122 249 208 No establecido Fatiga

81 FAC 4122 249 206 55 Piel Fatiga




85 FAC 4125 310 259 34.5 Viga 34.5 Fatiga

86 FAC 4125 250 220 35 Extrusión y piel Fatiga


88 FAC 4125 343 261 16.5 Viga principal Fatiga



91 FAC 4126 531 235 0 Soporte Eje Fatiga

92 FAC 4126 470 240 0 Soporte Eje Fatiga




96 FAC 4127 343 261 16.5 Viga principal Fatiga

97 FAC 4127 417 260 10 Enclosure Fatiga

98 FAC 4128 400 267 12 Soportotes acumulador Fatiga




102 FAC 4128 379 206 45 Parche Fatiga

103 FAC 4128 308 261 34.5 Fitting Fatiga









112 FAC 4131 337 267 23 Piel Fatiga

113 FAC 4131 341 268 20 Piel Fatiga







120 FAC 4133 162 215 5 Viga EOP Fatiga



123 FAC 4134 343 270 30 Pared de fuego Fatiga

124 FAC 4135 250 208 51 Strap Fatiga

55



125 FAC 4135 250 208 51 Absorbedor Fatiga








133 FAC 4137 250 270 0 Piel Fatiga

134 FAC 4137 360 40 Piso motor Fatiga





3.3 Herramientas utilizadas en la investigación.

Durante la ejecución de la investigación se utilizaron varios tipos de herramientas, a

continuación, se relacionan las principalmente utilizadas:

• SAP: es la fuente de la información, todas las formas FAC4-395T fueron extraídas del

último aviso tipo Z0 registrado en ella.

• Hojas de cálculo: es una herramienta efectiva para la construcción de las tablas que se

presentan durante el trabajo de investigación. Así mismo, en estas fue organizada y

clasificada la información.

• GeoGebra: es un software de código abierto que reúne de manera gráfica algebra y

geometría (GeoGebra, 2018), y que con sus herramientas le permite al usuario ubicar puntos

sobre esquemas diseñados.

56

4. ANÁLISIS Y RESULTADOS

4.1 Registro de las anotaciones

Una de las grandes limitaciones encontradas durante la investigación realizada fue la forma

en que tradicionalmente se registraban las novedades estructurales que presentan las aeronaves. Se

encontró que la información se registraba en formatos individuales por cada novedad que se

presentaba. Se encontró información agrupada por cada una de las aeronaves, pero correspondía a

una iniciativa de la Sección Ingeniería del CACOM-5 y que dejó de ser actualizada hacia el año

2007. Actualmente la Jefatura de Operaciones Logísticas Aeronáuticas por medio del mensaje

técnico No. 913 Rev. 3, da directrices de cómo se debe llevar este registro.

Si bien se puede afirmar que la información se encuentra organizada en una mejor medida,

aun el proceso presenta falencias. La forma en que se grafican las novedades que se presentan sigue

siendo poco sistematizada, pues el usuario que está creando el registro debe editar un esquema de

la aeronave UH-60 precargado en SAP con el software Paint, ubicando un punto rojo visible en la

ubicación exacta del daño (STA, BL y WL) y guardar el archivo en formato .bmp para que luego

este sea asociado al aviso Z09 creado para cada una de las novedades (Dirección de Ingeniería y

Mantenimiento Aeronautico , 2015).

Con la intención de buscar una solución que permitiera hacer una visualización amigable de

las 115 anotaciones resultantes del proceso de recolección de la información, el investigador

decidió usar la herramienta GeoGebra, el cual es un software de código abierto que reúne de manera

gráfica algebra y geometría (GeoGebra, 2018), y que con sus herramientas le permite al usuario

ubicar de una manera sencilla dichas anotaciones y visualizarlas todas sobre un mismo esquema

9 Reporte realizado en el ERP SAP que indica que la novedad que se describe afecta la integridad estructural de las aeronaves y por lo tanto requiere ser incluida en el mapeo de esta.

57

(figura 18). En mencionado esquema, cada anotación comienza por la letra N y posee el número

descrito en la tabla 2 del presente documento. La visualización fue configurada de manera tal que

el usuario al crear cada punto solo debe digitar la ubicación exacta en la aeronave (STA y BL) y se

graficará automáticamente el punto rojo en el esquema de la aeronave. El diagrama desarrollado

en GeoGebra está sujeto a la licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional de Creative

Commons. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-

nc/4.0/.

Es importante mencionar que es la primera vez que se logra agrupar bajo el mismo esquema

las 115 anotaciones mencionadas anteriormente, ya que como actualmente está el proceso en la

Fuerza Aérea Colombiana para poder visualizarlas de manera gráfica se deben revisar 25 esquemas

diferentes (anexo 2).

4.2 Diagrama de Pareto de los reportes estructurales en aeronaves UH-60 de la Fuerza

Aérea Colombiana.

Para establecer las ubicaciones de la aeronave que posee una mayor cantidad de reportes, el

autor realizó un diagrama de Pareto tomando como base los 137 reportes identificados en las

formas FAC4-395T. De cada uno de esos reportes, se estableció por separado cada STA, cada LBL

y cada RBL que presentó algún tipo de reporte. Así se estableció la tabla 3, en la cual se resalta en

color amarillo las 3 ubicaciones de STA, LBL y RBL que mayor cantidad de reportes presentan.

Tabla 3. Ubicaciones afectadas en los 137 reportes.

No UBICACIÓN CANT. FRECUENCIA FRECUENCIA

ACUMULADA

PORCENTAJE

(PESO)

PORCENTAJE

ACUMULADO

1 STA379 19 7,5% 7,5% 0,9% 0,9%

2 STA308 15 5,9% 13,4% 0,9% 1,9%

3 RBL34.5 15 5,9% 19,3% 0,9% 2,8%

4 RBL10 8 3,1% 22,4% 0,9% 3,7%

5 STA256 7 2,8% 25,2% 0,9% 4,7%

6 STA300 7 2,8% 28,0% 0,9% 5,6%

58


ACUMULADA

PORCENTAJE

(PESO)

PORCENTAJE

ACUMULADO

7 STA310 6 2,4% 30,3% 0,9% 6,5%

8 BL0 6 2,4% 32,7% 0,9% 7,5%

9 RBL40 6 2,4% 35,0% 0,9% 8,4%

10 RBL50 6 2,4% 37,4% 0,9% 9,3%

11 STA250 5 2,0% 39,4% 0,9% 10,3%

12 STA485 5 2,0% 41,3% 0,9% 11,2%

13 RBL35 5 2,0% 43,3% 0,9% 12,1%

14 LBL34.5 5 2,0% 45,3% 0,9% 13,1%

15 STA360 4 1,6% 46,9% 0,9% 14,0%

16 RBL5 4 1,6% 48,4% 0,9% 15,0%

17 RBL20 4 1,6% 50,0% 0,9% 15,9%

18 LBL5 4 1,6% 51,6% 0,9% 16,8%

19 STA341 3 1,2% 52,8% 0,9% 17,8%

20 STA343 3 1,2% 53,9% 0,9% 18,7%

21 STA350 3 1,2% 55,1% 0,9% 19,6%

22 STA363 3 1,2% 56,3% 0,9% 20,6%

23 STA400 3 1,2% 57,5% 0,9% 21,5%

24 STA420 3 1,2% 58,7% 0,9% 22,4%

25 RBL16.5 3 1,2% 59,8% 0,9% 23,4%

26 RBL34 3 1,2% 61,0% 0,9% 24,3%

27 LBL40 3 1,2% 62,2% 0,9% 25,2%

28 STA200 2 0,8% 63,0% 0,9% 26,2%

29 STA249 2 0,8% 63,8% 0,9% 27,1%

30 STA260 2 0,8% 64,6% 0,9% 28,0%

31 STA265 2 0,8% 65,4% 0,9% 29,0%

32 STA295 2 0,8% 66,1% 0,9% 29,9%

33 STA312 2 0,8% 66,9% 0,9% 30,8%

34 STA399 2 0,8% 67,7% 0,9% 31,8%

35 RBL14 2 0,8% 68,5% 0,9% 32,7%

36 RBL15 2 0,8% 69,3% 0,9% 33,6%

37 RBL30 2 0,8% 70,1% 0,9% 34,6%

38 RBL45 2 0,8% 70,9% 0,9% 35,5%

39 RBL51 2 0,8% 71,7% 0,9% 36,4%

40 LBL10 2 0,8% 72,4% 0,9% 37,4%

41 LBL30 2 0,8% 73,2% 0,9% 38,3%

42 LBL34 2 0,8% 74,0% 0,9% 39,3%

43 LBL50 2 0,8% 74,8% 0,9% 40,2%

44 STA162 1 0,4% 75,2% 0,9% 41,1%

45 STA180 1 0,4% 75,6% 0,9% 42,1%

46 STA187 1 0,4% 76,0% 0,9% 43,0%

47 STA217 1 0,4% 76,4% 0,9% 43,9%

48 STA223 1 0,4% 76,8% 0,9% 44,9%

49 STA230 1 0,4% 77,2% 0,9% 45,8%

50 STA247 1 0,4% 77,6% 0,9% 46,7%

51 STA248 1 0,4% 78,0% 0,9% 47,7%

52 STA254 1 0,4% 78,3% 0,9% 48,6%

53 STA290 1 0,4% 78,7% 0,9% 49,5%

54 STA309 1 0,4% 79,1% 0,9% 50,5%

55 STA313 1 0,4% 79,5% 0,9% 51,4%

56 STA315 1 0,4% 79,9% 0,9% 52,3%

57 STA325 1 0,4% 80,3% 0,9% 53,3%

58 STA337 1 0,4% 80,7% 0,9% 54,2%

59


ACUMULADA

PORCENTAJE

(PESO)

PORCENTAJE

ACUMULADO

59 STA348 1 0,4% 81,1% 0,9% 55,1%

60 STA349 1 0,4% 81,5% 0,9% 56,1%

61 STA351 1 0,4% 81,9% 0,9% 57,0%

62 STA359 1 0,4% 82,3% 0,9% 57,9%

63 STA361 1 0,4% 82,7% 0,9% 58,9%

64 STA366 1 0,4% 83,1% 0,9% 59,8%

65 STA374 1 0,4% 83,5% 0,9% 60,7%

66 STA378 1 0,4% 83,9% 0,9% 61,7%

67 STA395 1 0,4% 84,3% 0,9% 62,6%

68 STA398 1 0,4% 84,6% 0,9% 63,6%

69 STA408 1 0,4% 85,0% 0,9% 64,5%

70 STA410 1 0,4% 85,4% 0,9% 65,4%

71 STA417 1 0,4% 85,8% 0,9% 66,4%

72 STA464 1 0,4% 86,2% 0,9% 67,3%

73 STA470 1 0,4% 86,6% 0,9% 68,2%

74 STA476 1 0,4% 87,0% 0,9% 69,2%

75 STA480 1 0,4% 87,4% 0,9% 70,1%

76 STA505 1 0,4% 87,8% 0,9% 71,0%

77 STA531 1 0,4% 88,2% 0,9% 72,0%

78 STA535 1 0,4% 88,6% 0,9% 72,9%

79 STA540 1 0,4% 89,0% 0,9% 73,8%

80 STA585 1 0,4% 89,4% 0,9% 74,8%

81 RBL1 1 0,4% 89,8% 0,9% 75,7%

82 RBL16 1 0,4% 90,2% 0,9% 76,6%

83 RBL18 1 0,4% 90,6% 0,9% 77,6%

84 RBL19 1 0,4% 90,9% 0,9% 78,5%

85 RBL20.5 1 0,4% 91,3% 0,9% 79,4%

86 RBL22 1 0,4% 91,7% 0,9% 80,4%

87 RBL23 1 0,4% 92,1% 0,9% 81,3%

88 RBL27 1 0,4% 92,5% 0,9% 82,2%

89 RBL29 1 0,4% 92,9% 0,9% 83,2%

90 RBL31 1 0,4% 93,3% 0,9% 84,1%

91 RBL38 1 0,4% 93,7% 0,9% 85,0%

92 RBL38.5 1 0,4% 94,1% 0,9% 86,0%

93 RBL42 1 0,4% 94,5% 0,9% 86,9%

94 LBL2 1 0,4% 94,9% 0,9% 87,9%

95 LBL12 1 0,4% 95,3% 0,9% 88,8%

96 LBL15 1 0,4% 95,7% 0,9% 89,7%

97 LBL16.5 1 0,4% 96,1% 0,9% 90,7%

98 LBL17 1 0,4% 96,5% 0,9% 91,6%

99 LBL20 1 0,4% 96,9% 0,9% 92,5%

100 LBL22 1 0,4% 97,2% 0,9% 93,5%

101 LBL25 1 0,4% 97,6% 0,9% 94,4%

102 LBL27 1 0,4% 98,0% 0,9% 95,3%

103 LBL31 1 0,4% 98,4% 0,9% 96,3%

104 LBL35 1 0,4% 98,8% 0,9% 97,2%

105 LBL41 1 0,4% 99,2% 0,9% 98,1%

106 LBL47 1 0,4% 99,6% 0,9% 99,1%

107 LBL48 1 0,4% 100,0% 0,9% 100,0%

SUMATORIA 254


60

La fila 22 de la tabla 3 se encuentra resaltada en color naranja, es allí donde el porcentaje

(peso) acumulado llega al 20,6%. En otras palabras, el 56,3% de los reportes de novedades

estructurales de las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana se agrupan en esas 22

ubicaciones. Ahora bien, estas son el 20,6% de las ubicaciones con reportes, pero también es

importante mencionar que son tan solo el 3,6% del total de las ubicaciones que se pueden mapear

y ubicar en los componentes estructurales que son sujetos del análisis de la presente investigación.

Continuando con el análisis se construye el diagrama de Pareto que se presenta en la figura

17.

61

Figura 17. Diagrama de Pareto de las 107 ubicaciones afectadas por las 137 anotaciones reportadas (elaboración propia).

62

4.3 Evaluación para identificar las zonas con mayores reportes.

De la información recopilada, y como se mencionó en el numeral anterior, se pueden

identificar las tres STA (tabla 4 y figura 19), las tres RBL (

tabla 5 y figura 20) y las tres LBL (tabla 6 y figura 21) que más reportes poseen por daños

asociados a la fatiga de material.

Tabla 4. Stations (STA) con mayor cantidad de reportes.

STA NUMERO DE

ANOTACIONES PORCENTAJE (RESPECTO

A 115 REPORTES)

379 15 13%

308 13 11%

256 7 6%

TOTAL 35 30% Fuente: elaboración propia

Tabla 5.Right Buttline (RBL) con mayor cantidad de reportes.

RBL NUMERO DE

ANOTACIONES PORCENTAJE

(RESPECTO A 84 REPORTES)

34,5 15 18%

10 8 10%

40 6 7%

TOTAL 29 35% Fuente: elaboración propia

Tabla 6. Left Buttline (LBL) con mayor cantidad de reportes.

LBL NUMERO DE

ANOTACIONES PORCENTAJE

(RESPECTO A 32 REPORTES)

34,5 5 16%

5 4 13%

40 2 6%

TOTAL 11 34% Fuente: elaboración propia.

63

Después de identificar las tres STA, las tres RBL y las tres LBL que más reportes poseen, se

elaboró una matriz donde se evalúan entre sí estas nueve variables (tabla 7), obteniendo que el

punto con mayor cantidad de reportes es la STA 308 RBL 34,5 (figura 22).

Tabla 7. Matriz STA vs RBL y LBL.

RBL 34,5 RBL 10 RBL 40 LBL 34,5 LBL 5 LBL 40 SUMA

STA 379 0 2 1 0 3 0 6

STA 308 7 0 1 0 0 0 8

STA 256 2 0 2 0 0 0 4

SUMA 9 2 4 0 3 0 18 Fuente: elaboración propia.

Durante el proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de

la estructura del helicóptero UH-60” el área descrita en la figura 15 fue analizada con dos de las 4

galgas extensiométricas bidireccionales instaladas en la aeronave, aunque es importante mencionar

que para cuando se decidió la ubicación donde se instalarían los dispositivos no se contaba con una

evaluación de los datos como la que se realizó anteriormente. Esa decisión se tomó basándose en

la experiencia y conocimiento del personal de ingeniería y del taller de estructuras del Grupo

Técnico del CACOM-5, que si bien fue acertada se limitó solo a un criterio subjetivo. Ahora, con

esta metodología, se pueden establecer las zonas críticas de las aeronaves donde se pueden

concentrar los esfuerzos de investigación o búsqueda de información.

64

Figura 18. Esquema creado en software GeoGebra con las 115 anotaciones.

65

Figura 19. Stations (STA) con mayor cantidad de reportes.

66

Figura 20. Right Buttline (RBL) con mayor cantidad de reportes.

67

Figura 21 Left Buttline (LBL) con mayor cantidad de reportes

68

Figura 22. Zona con mayor cantidad de reportes (STA 308 RBL 34,5)

69

4.4 Vigilancia tecnológica realizada por la FAC al proyecto de investigación “Modelación y

Análisis de la Estructura del Helicóptero UH-60”

Posterior a la finalización de las diferentes fases del proyecto de investigación con código

606466640176 “Modelación y Análisis de la Estructura del Helicóptero UH-60” de la convocatoria

666 de COLCIENCIAS, la Fuerza Aérea Colombiana realizó actividades de vigilancia tecnológica

por medio del Subteniente Alejandro Carvajal quien se desempeñaba como Especialista de

Innovación y Transferencia en la Jefatura de Educación Aeronáutica.

De acuerdo con los documentos, anexos y formatos suministrados por la Jefatura de

Educación Aeronáutica, el ejercicio fue realizado a solicitud de la sección planeación de la misma

Jefatura (JEA-SEPLA-SEMTIC) como se puede evidenciar en el Anexo A del informe presentado

por el oficial encargado de realizar el proceso de vigilancia tecnológica. En la figura 23 se puede

observar mencionado Anexo.

En el anexo B1 del mismo informe, se hace una estructuración de la necesidad, donde se

diligencian unos datos básicos de quién lideró el proyecto, la descripción de este, las palabras

claves, el tipo de invento o tecnología, las áreas tecnológicas a las que aplica, el estado de la técnica,

los posibles beneficios, las fechas relevantes y el conocimiento que pueden tener terceros del

invento o la tecnología. Se pudo evidenciar que el formato presenta algunas discrepancias en la

información diligenciada. En la figura 24 se presenta la imagen del anexo diligenciado.

70

Figura 23. Anexo A. Necesidades del Cliente (Carvajal, 2017)

71

Figura 24. Anexo B1. Estructuración necesidad (Carvajal, 2017)

Así mismo, en el anexo E (figura 25) del informe de vigilancia tecnológica se evidencia que

los parámetros tenidos en cuenta para el ejercicio fueron bases de datos de artículos y bases de

datos de patentes.

Figura 25. Anexo E. Parámetros de la Búsqueda (Carvajal, 2017)

72

Para finalizar el informe, el Especialista de innovación y transferencia tecnológica de la FAC

que desarrolló el ejercicio, en la bitácora de la búsqueda realizada (figura 26) se describen las

ecuaciones usadas y la cantidad de resultados obtenidos. A medida que se va refinando la búsqueda,

el Especialista de Innovación y Transferencia logra establecer dos resultados de alta relevancia las

cuales poseen las patentes. Al efectuar la revisión de estas patentes en el buscador Patentscope de

la WIPO no es posible encontrarla y se evidencia que las dos patentes que se relacionan en el

informe corresponden realmente a una patente.

73

Figura 26. Anexo F. Bitácora de búsqueda (Carvajal, 2017).

74

Entre otros documentos entregados por la Jefatura de Educación Aeronáutica, se encuentran

la ficha del proyecto y una búsqueda abierta realizada al mismo. Estos se encontrarán al final del

presente documento como anexos.

4.5 Análisis de los resultados.

Durante la ejecución del presente trabajo se logró establecer que la Fuerza Aérea Colombiana

a través de sus diferentes Secciones de Ingeniería y Centros de Investigación, han venido

desarrollando actividades en pro de identificar las principales causas de las fallas estructurales

complejas que se presentan es sus aeronaves.

Para el caso de las aeronaves UH-60, el trabajo efectuado ha permitido que sea esta una de

las aeronaves con la que más información se cuenta. Es por esta razón que para lograr la

identificación de las zonas estructurales críticas de las aeronaves UH-60L, se contó con más de 135

reportes. Esta información permitió poder desarrollar una verificación más profunda y determinar

que 115 de estos reportes eran útiles para el análisis que se requería. En el numeral de limitaciones

metodológicas, se relacionan las principales novedades encontradas al depurar la información que

estaba contenida en el sistema SAP.

Como ya fue mostrado en los numerales 4.2 y 4.3 del presente documento, hay veintidós

ubicaciones en las aeronaves UH-60 que agrupan el 56,3% de los reportes realizados por novedades

estructurales, son ellas: STA379, STA308, RBL34.5, RBL10, STA256, STA300, STA310, BL0,

RBL40, RBL50, STA250, STA485, RBL35, LBL34.5, STA360, RBL5, RBL20, LBL5, STA341,

STA343, STA350 y STA363.

75

Así mismo, se pueden identificar las tres STA, las tres RBL y las tres LBL que más reportes

poseen, son ellas: STA 379, STA 308, STA 256, RBL 34,5, RBL 10, RBL 40, LBL 34,5, LBL 5 y

LBL 40.

Las nueve ubicaciones anteriormente listadas, aparecen relacionadas en 64 de los 115

reportes tenidos en cuenta para el presente estudio. Para concluir de manera acertada un porcentaje,

es importante mencionar que en 18 reportes de los 115 estas posiciones se interceptan (matriz que

se expone en la tabla 7), por lo que solo se cuentan 9 reportes, es decir que en total se contabilizan

55 reportes.

Como resultado, se puede establecer que estas 9 ubicaciones (que corresponden a menos del

2% la de cantidad de posiciones que pueden ser mapeadas), analizadas en conjunto, se constituyen

en las zonas de mayor criticidad que deben ser consideradas para estudio, en ellas se agrupan el

48% de los reportes estructurales que poseen estas aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea

Colombiana.

Otro resultado obtenido durante la presente investigación, es que por primera vez la Fuerza

Aérea Colombiana cuenta con un esquema del equipo UH-60 donde se grafican las novedades

estructurales asociadas a fatiga, son estas las 115 anotaciones descritas en el numeral 3.2 del

presente documento. Adicional a lo anterior, y como un entregable de la presente investigación, el

esquema se entrega como un archivo digital alojado en un disco compacto anexo (Anexo 3), el cual

puede ser descargado y editado por medio del software GeoGebra.

Actualmente, el Área de Ingeniería de la Subdirección de Mantenimiento tiene avalada la

Orden de Ingeniería OI-UH60-15-25 con la cual se describen las actividades de mantenimiento

necesarias para la instalación de dispositivos de este tipo en el herraje superior de la STA 308, WL

76

260 RBL 31 Y LBL 31 de las aeronaves UH-60. Entre sus anexos, los investigadores hicieron

entrega de la documentación necesaria para instalar y configurar el sistema de manera adecuada.

Entre los documentos de mayor relevancia se encuentra el Manual del Usuario donde se indican

cuáles son los elementos requeridos (hardware) y la configuración de los mismos (software) para

efectuar las mediciones de manera adecuada. Este documento también brinda una descripción de

como iniciar la adquisición de datos y del manejo ejecutable para extraer de manera segura la

información.

Adicionalmente, en la misma Orden de Ingeniería, se describen los procedimientos paso a

paso para las siguientes actividades:

• Preparación de los elementos.

• Instalación de la caja que contiene los equipos de almacenamiento de datos y batería.

• Soldadura de las galgas.

• Preparación de las uniones a soldar con las galgas.

• Preparación del punto a medir en la aeronave.

• Soldadura del cableado.

• Procedimiento para descarga e interpretación de los datos tanto en Excel como en Diadem.

• Pruebas post instalación del sistema.

De acuerdo a lo anterior, uno de los resultados obtenidos durante la presente investigación es

que el procedimiento para efectuar la medición de micro deformaciones en aeronaves UH-60 de la

Fuerza Aérea Colombiana se encuentra documentado y descrito en una Orden de Ingeniería, la cual

77

se encuentra debidamente revisada y abalada por las entidades y autoridades necesarias para que

este procedimiento no vaya en contra de los requisitos de aeronavegabilidad y seguridad de vuelo

en este tipo de aeronaves. Prueba de lo anterior se cuenta con el acta de Junta Técnica

Extraordinaria de fecha 18 de noviembre de 2018 donde todo el proceso fue socializado al

Comandante del Grupo Técnico del CACOM-5, al Jefe de Planeación del Grupo Técnico, al

Comandante del Escuadrón de Mantenimiento, al Jefe de la Sección Confiabilidad Aeronáutica, al

Inspector del Taller Estructuras y al Jefe de la Sección Control Calidad.

Durante esta investigación, también se realizó una revisión a la documentación que fue

recopilada por parte de la Jefatura de Educación Aeronáutica y su área encargada de realizar el

proceso de vigilancia tecnológica al proyecto de investigación “Modelación y análisis de la

estructura del helicóptero UH-60”. En el documento denominado “FICHA PROYECTO” el cual

fue compartido por la Jefatura de Educación Aeronáutica como uno de los resultados obtenidos de

la vigilancia efectuada se concluyó que el proyecto tiene la posibilidad de escalamiento industrial

para ser ofrecido a la aviación militar y privada del país o el exterior.

Por otra parte, como resultado también del proceso de vigilancia tecnológica, en la bitácora

de la búsqueda se concluyó que se encontraron solo dos patentes relevantes, dato que al ser

verificado durante la elaboración de este documento se pudo establecer que las dos identificadas

corresponden y hace referencia a una misma patente.

Aunque si bien, el proceso de vigilancia tecnología fue efectuado en año 2017, con la

documentación entregada hasta la fecha de la presente investigación no se logra identificar de

manera acertada una decisión por parte de la Fuerza Aérea Colombiana de adelantar el proceso de

obtención Propiedad Intelectual, lo que se constituye como uno de los resultados más relevantes

de esta investigación pues aún no se cuenta con ninguna patente al respecto.

78

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones

• El método de medición de micro deformaciones en la estructura durante los diferentes tipos

de misión que realizan las aeronaves UH-60 de la FAC es una herramienta completamente

útil para obtener información que normalmente ser reservan los fabricantes. Con esta

información se puede dar un paso adelante para el desarrollo de herramientas que soporten

la ejecución de programas de mantenimiento mayor estructural y lograr una autonomía,

dentro de parámetros de seguridad aceptables, para tomar decisiones que le permitan

garantizar la sostenibilidad de las aeronaves.

• La disponibilidad de las aeronaves UH-60 se ha visto afectada por fallas estructurales

complejas. Por esta razón, el método de medición de micro deformaciones en la estructura

durante los diferentes tipos de misión que realizan las aeronaves UH-60 de la FAC puede

apoyar estudios y estrategias de mantenimiento predictivo, lo cual redundará en la

disminución de paralizaciones prolongadas no programadas, dando la oportunidad de

programar recursos como presupuesto, grupos de trabajo, disponibilidad y adquisición de

herramientas, adquisición de repuestos y capacidad instalada del Grupo Técnico del

CACOM-5.

• La hoja de ruta para definir las zonas candidatas a ser evaluadas y censadas tiene su origen

en un estudio detallado del mapeo estructural de las aeronaves UH-60. El tener esta

información clara puede ayudar a una acertada toma decisiones y una mayor eficiencia en

la ejecución de los recursos puestos a disposición de este tipo de proyectos.

79

• Las ubicaciones en la estructura de las aeronaves UH-60 identificadas durante la presente

investigación (STA379, STA308, RBL34.5, RBL10, STA256, STA300, STA310, BL0,

RBL40, RBL50, STA250, STA485, RBL35, LBL34.5, STA360, RBL5, RBL20, LBL5,

STA341, STA343, STA350 y STA363), que corresponden a menos del 3,6% la de cantidad

de posiciones que pueden ser mapeadas, agrupan el 56,3% de las que poseen reportes

estructurales.

• Si se analizan en conjunto las tres ubicaciones que más reportes poseen de cada STA, LBL

y RBL (STA 379, STA 308, STA 256, RBL 34,5, RBL 10, RBL 40, LBL 34,5, LBL 5 y

LBL 40) se pueden identificar las zonas de mayor criticidad y le puede dar la certeza a

cualquier investigador que las estudie que abarca el 48% de los reportes estructurales que

poseen las aeronaves UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana.

• Si bien hay un avance significativo en los procesos de vigilancia tecnológica y obtención

de propiedad intelectual de trabajos de investigación que se realizan en la FAC, para el caso

de la presente investigación se evidenció poca articulación entre la Dirección de Ciencia,

Tecnología e Innovación con los Centros de Investigación y las Unidades Militares Áreas,

pues a pesar que el proceso de vigilancia realizado arrojo que los resultados obtenidos en

el proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de la

estructura del helicóptero UH-60” pueden ser escalados industrialmente, no se llevó a cabo

el proceso de obtención de propiedad intelectual.

• El método de medición de micro deformaciones planteado en proyecto de investigación con

código 606466640176 “Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”

debe ser complementado con herramientas que permitan efectuar una correlación de las

80

micro deformaciones con las condiciones y los diferentes tipos de misión que realizan las

aeronaves.

• Iniciar el proceso de obtención de Propiedad Intelectual para este tipo de proyectos está en

cabeza exclusivamente de la Fuerza Aérea Colombiana a través de la Jefatura de Educación

Aeronáutica. Para el caso del proyecto de investigación con código 606466640176

“Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”, si bien le fue realizado el

proceso de vigilancia tecnológica, aún no se ha adelantado el proceso de obtención.

• Por primera vez la Fuerza Aérea Colombiana cuenta con un esquema del equipo UH-60

donde se grafican y se consolidan las novedades estructurales asociadas a fatiga, son estas

las 115 anotaciones descritas en el numeral 3.2 del presente documento que se han

presentado en las 25 aeronaves de este tipo.

• Existen herramientas gratuitas que pueden ser usadas para mejorar el procedimiento de

mapeo estructural de las aeronaves de la Fuerza Aérea Colombiana, entre las que han sido

usadas por el autor del presente documento se pueden relacionar: GeoGebra Calculadora

Gráfica, GeoGebra Geometría, GeoGebra Graficadora 3D, GeoGebra Clásico 6, GeoGebra

Realidad Aumentada y CloudCompare.

5.2 Recomendaciones

• La Fuerza Aérea Colombiana como Autoridad Aeronáutica de la Aviación de Estado posee

el personal idóneo y las herramientas necesarias para aprobar la ejecución de este tipo de

métodos de medición en los diferentes tipos de misión que realizan las aeronaves bajo las

cuales tiene responsabilidad.

81

• Se pueden considerar investigaciones que incluyan el Machine Learning como herramienta

para predecir la aparición de novedades estructurales asociadas a la fatiga de material como

complemento al análisis de los datos obtenidos bajo herramientas como las desarrolladas

en el proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de la

estructura del helicóptero UH-60” y el método planteado en el presente trabajo de grado.

• Existen herramientas gratuitas que le pueden permitir a la Fuerza Aérea Colombiana llevar

los registros de mapeo estructural de sus aeronaves de una manera más efectiva e

interactiva.

• La forma en que actualmente se lleva el mapeo estructural de las aeronaves de la Fuerza

Aérea Colombiana puede ser replanteado e iniciar el uso de herramientas de realidad

aumentada.

• Iniciar el proceso de obtención de propiedad intelectual de la herramienta desarrollada en

el proyecto de investigación con código 606466640176 “Modelación y análisis de la

estructura del helicóptero UH-60”.

82

6. REFERENCIAS

Abarza, J., & Katz, J. (2002). Los derechos de propiedad intelectual en el mundo de la OMC.

Santiago de Chile: Naciones Unidas.

Alzate, E. J., Montes Ocampo, J. W., & Silva Ortega, C. A. (2007). Medidores de deformación

por resistencia: galgas extensiométricas. Scietia Et Technica. Recuperado el 28 de

Septiembre de 2017, de http://www.redalyc.org/html/849/84934002/

Bernal Avalos, J. E. (1999). Técnica de Medición de Deformación Aplicado al Diseño Mecánico

con Deformimetros Eléctricos. San Nicolas de los Garza,N.L.: Universidad Autonoma de

Nuevo León.

Carvajal, A. (2017). Vigilancia Tecnológica Modelación y Analisis de la Estructura del UH-60.

Bogotá.

Čižas, A. (2008). Mechanics of Materials. Vilnius Gediminas Technical University.

COLCIENCIAS. (2014). Acta de proyectos a financiar. Convocatoria No. 666-2014, (pág. 1).

Bogotá.

COLCIENCIAS. (2015). INFORME TÉCNICO DE AVANCE O FINAL DE PROGRAMAS Y

PROYECTOS DE CTeI. Medellin.

Departamento Nacional de Planeación. (14 de Julio de 2008). Documento CONPES 3533.

Bogotá DC, Colombia. Recuperado el 9 de Octubre de 2017, de

https://www.ica.gov.co/getattachment/a1be26c2-af09-4635-b885-

c3fcea7291e4/2008cp3533.aspx

83

Department of the Army. (2013). Technical Manual TM-1520-237-23-1. Department of the

Army.

Díaz, Á. (2008). América Latina y el Caribe: La propiedad intelectual después de los tratados de

libre comercio. Santiago de Chile: Naciones Unidas.

Dirección de Ciencia y Técnologia e Innovación. (2015). Manual de Vigilancia Técnologica.

Bogotá: Ministerio de Defensa Nacional.

Dirección de Ingeniería y Mantenimiento Aeronautico . (2015). Mensaje Técnico No. 913 Rev. 3

Procedimiento para Realizar el Mapeo por Integridad Estructural Reporte "Z0" en el

Sistema SAP. Bogotá: DIMAN.

Fuerza Aérea Colombiana. (2015). Modelo de Investigación del Sistema Educativo de la Fuerza

Aérea Colombiana (MOINV). Bogotá: Fuerza Aérea Colombiana.

GeoGebra. (15 de Diciembre de 2018). GeoGebra. Obtenido de GeoGebra.

Gónzalez Olivera , J. A., & Monterrubio Lucio, J. (2010). Desarrollo de Un Programa de

Mantenimiento para el Helicóptero UH-60L. México D.F. : Instituto Politécnico

Nacional.

Hernández, D. (2015). AH-60L “Arpía” IV: El halcón que se convirtió en águila. Air and Sapace

Power Journal en Español, 57 - 62.

Inter-telco SAS. (2015). Proyecto Esfuerzos - Manual del usuario. Rionegro.

Inter-telco SAS. (2015). Proyecto Esfuerzos - Presentación avance software. Rionegro .

Ishizaka, A., & Nemery, P. (2013). Multi-Criteria Decision Analisys: Methods and Software.

John Wiley & Sons, Incorporated.

84

Johnson, S. B., Gormley, T. J., Kessler, S. S., Mott, C. D., Patterson-Hine, A., Reichard, K. M.,

& Scandura, Jr., P. A. (2011). System Health Management . Chennai: John Wiley & Sons,

Ltd.

Megson, T. (2005). Structural and Stress Analysis. Burlington: Elsevier Butterworth-Heinemann.

Mobley, R. k. (1999). Vibration Fundamentals. Elsevier Science.

Murray, W. M., & Miller, W. R. (1992). The Bonded Electrical Resistance Strain Gage. New

York: Oxford University Press.

Nawrocki, W. (2005). Measurement Systems and Sensors. Artech House. Recuperado el 4 de

Marzo de 2018, de https://ebookcentral.proquest.com

OMPI. (s.f.). Organización Mundial de la Propiedad Intelectual. Recuperado el 9 de Octubre de

2017, de http://www.wipo.int/edocs/pubdocs/es/intproperty/450/wipo_pub_450.pdf

Osorio Gómez, J. C., & Orejuela Cabrera, J. P. (Septiembre de 2008). El Proceso de Análisis

Jerárquico (AHP) y la Toma de Decisiones Multicriterio. Ejemplo de Aplicación. Scientia

et Technica Año XIV(39), 247 - 252.

Palop, F., & Vicente, J. M. (1999). Vigilancia técnologica e inteligencia competitiva: su

potencial para la empresa española. Madrid: Cotec.

Real Academia Española. (2014). Diccionario de la lengua española. Obtenido de

http://dle.rae.es/

Reddick Jr, H. K. (s.f.). Safe-life and Damage Tolerant Desing Approache for Helicopter

Structures. Ft. Eustis: US Army Research and Technology Laboratories (AVRADCOM).

85

Salazar Trujillo, J. E. (2007). Resistencia de Materiales Básica para Estudiantes de Ingeniería.

Manizales: Centro de Publicaciones Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales.

SIC. (11 de Octubre de 2017). Superintendencia de Industria y Comercio. Recuperado el 11 de

Octubre de 2017, de http://www.sic.gov.co/patentes

Sikorsky Aircraft Corporation. (1997). Aircraft Specification for the UH-60L Black Hawk

Helicopter. Sikorsky.

Strategic and Competitive Intelligence Professionals. (15 de 9 de 2019). SCIP. Obtenido de Code

of Ethics: https://www.scip.org/page/CodeofEthics

Urbán Brotóns, P. (s.f). Contrucción de Estructuras Metálicas. Alicante: Editorial Club

Universitario.

US Army Aviantion and Missile Command. (2013). Depot Maintenance Work Requeriment

DMWR 1-1520-237-1. US Army Aviantion and Missile Command.

Wilson, J. (2005). Sensor Technology Handbook. Burlington: Elsevier.

Wolf, S., & Smith, R. (1992). Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio.

Mexico DF.: Pearson Educación.

86

ANEXO 1. Grafica de tensión vs deformaciones (Čižas, 2008, pág. 41)

87

ANEXO 2. Esquemas de mapeo estructural de 25 aeronaves UH-60 de la FAC.

El presente anexo es el compendio por la forma FAC4-395T de la aeronave UH-60 FAC

4103. En ella se encuentran registradas las anotaciones que afectan la estructura (avisos Z0) que a

fecha 30 de junio de 2018 se encuentran registrados en el sistema SAP.

Similares formatos poseen las aeronaves FAC 0007, FAC 4104, FAC 4105, FAC 4106, FAC

4108, FAC 4109, FAC 4110, FAC 4120, FAC 4121, FAC 4122, FAC 4124, FAC 4125, FAC 4126,

FAC 4127, FAC 4128, FAC 4129, FAC 4130, FAC 4131, FAC 4132, FAC 4133, FAC 4134, FAC

4135, FAC 4136, FAC 4137 y FAC 4138.

88

ANEXO 3. Mapeo interactivo de aeronaves UH-60 de la FAC a 28-NOV-2018

En el presente anexo se encuentra alojado en un disco compacto que es entregado junto con

el documento final del presente trabajo de investigación. El ejecutable es compatible con el

software GeoGebra, y desde el cual se puede interactuar con la plantilla. Adicionar nuevas

anotaciones, borrar las ya existentes y/o reclasificarlas con el fin de refinar cualquier análisis. El

archivo entregado está sujeto a la licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional de

Creative Commons. Para ver una copia de esta licencia, visite

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.

89

ANEXO 4. Proyecto Esfuerzos - Manual del usuario

El presente anexo es el Manual del Usuario entregado por Inter-Telco a la Fuerza Aérea

Colombiana como uno de los entregables del proyecto de investigación con código 606466640176

“Modelación y análisis de la estructura del helicóptero UH-60”. En él se hace una descripción

general de los elementos requeridos para efectuar las mediciones, la descripción general de la

ejecución del software del dispositivo, como iniciar las mediciones y unas recomendaciones al

respecto de la operación.

90

ANEXO 5. Orden de Ingeniería OI-UH60-15-25

El presente anexo es la Orden de Ingeniería titulada como “instalación de galgas

extensiometricas para medición de esfuerzos estructurales (FRAME STA 308 WL 260 BL 31 RH

y LH) en las aeraonves UH-60” y con código OI-UH60-15-25. Ese fue el documento con el cual

la Dirección de Ingeniería y Mantenimiento autorizó la instalación de los equipos del proyecto de


UH-60” y la ejecución de las pruebas en vuelo.

método de medición de deformaciones estructurales en

Documents

Transcript of método de medición de deformaciones estructurales en