"El ciclista holandés Tom Dumoulin (Giant-Alpecin) se ha impuesto este
viernes en la decimotercera etapa del Tour de Francia 2016, una
contrarreloj entre Bourg-Saint-Andéol y La Caverne du Pont-d´Arc sobre
37,5 kilómetros, en la que voló para no dar opción ni a un Chris Froome
(Sky) que, segundo, refuerza y mucho su maillot amarillo. (...)
Pocos saben que Dumoulin corre este Tour de Francia con un maillot
especialmente diseñado para él con la ayuda de las tecnologías de
escaneado 3D e impresión tridimensional.
El maillot es fruto del esfuerzo conjunto entre el equipo
Giant-Alpecin y la Universidad de Tecnología de Delft ( TU Delft ) en un
afán por dar al ciclista profesional una ventaja competitiva frente a
sus competidores.
Para aquellos menos familiarizados con el deporte del
ciclismo, algunos resultados de carreras suelen estar determinadas por
fracciones de segundo, por lo que tener algún tipo de ventaja, como un
maillot aerodinámico adicional, podría ser un factor decisivo.
Un equipo de la Universidad Técnica de Delft escaneó en 3D el cuerpo
de Dumoulin en una posición habitual que adoptan los ciclistas, imprimió
en 3D una réplica a tamaño natural y puso a prueba una serie de
diferentes materiales y maillots con el que fue vestido el maniquí
impreso en 3D, dentro de un túnel de viento.
A través de este proceso,
el equipo de investigadores universitarios junto con técnicos del
conjunto ciclista fueron capaces de diseñar un maillot optimizado y
personalizado para el atleta holandés.
El primer paso en la operación fue el escaneado en 3D del cuerpo de
Dumoulin. Esto era necesario ya que no se podía disponer de la continua
presencia del ciclista debido a su continua participación en
competiciones en distintos países de Europa.
Para el proceso de
digitalización, los investigadores solicitaron la ayuda de la empresa
th3rd , que hizo un análisis detallado y preciso del ciclista utilizando
un método de fotogrametría. Todo el proceso, que involucró a 150
cámaras DSLR de captura de fotos de Dumoulin desde todos los ángulos
llevó sólo unos 30 minutos.
El siguiente paso fue la segmentación 3D de todos los datos del
escaneado para crear un modelo 3D viable del cuerpo de Dumoulin. El Dr.
Jouke Verlinden, que forma parte de la Facultad de Ingeniería de Diseño
Industrial de la Universidad Técnica de Delft, explica: "Es clave para
utilizar los datos correctamente, mediante la división de los archivos
de una manera inteligente, la denominada segmentación 3D.
También hay
que determinar dónde la precisión del escaneo y la impresión resultante
es algo menos importante. En esas zonas se puede reducir de manera
drástica la cantidad de datos que se necesita. Si tu objetivo es hacer
un modelo que sea exacto hasta un nivel de micras, puede llevar
demasiado tiempo imprimir el maniquí".
Una vez preparado el modelo 3D, el equipo de investigadores comenzó
el proceso de impresión 3D. Para crear un modelo de tamaño natural del
ciclista tuvieron que imprimir tridimensionalmente en ocho partes
separadas. Las partes se imprimieron utilizando varias impresoras FDM,
que tardaron un total de 50 horas. Las partes del cuerpo impresas en 3D
fueron posteriormente ensambladas.
Para probar diferentes materiales y maillots, se entregó el maniquí
impreso en 3D a Wouter Terra, un estudiante de doctorado en la Facultad
de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Técnica de Delft, que
registra los resultados de una serie de pruebas en el túnel de viento.
El proceso de ensayo de materiales no era tan simple como uno podría
esperar. Terra explica: "Quizás se puede pensar en una tela suave para
inducir la menor resistencia. Pero esto no siempre es el caso, sobre
todo cuando se mira el flujo de aire alrededor de una forma redondeada,
roma, no racionalizada, como es el cuerpo de un ciclista".
De acuerdo con Terra, a veces una superficie estriada en realidad puede
ser más beneficiosa en un diseño aerodinámico debido a los dos tipos de
resistencia: arrastre por fricción y arrastre a través de la presión.
"A
través de la rugosidad, el arrastre por fricción aumentará, pero la
resistencia a través de la presión puede caer drásticamente. El arrastre
neto disminuirá entonces ", continuó. "Una combinación inventiva de
puntos ásperos y suaves en el maillot solamente podría desembocar en una
disminución en la resistencia de un 0,5%, pero esto podría suponer esos
segundos preciosos que hacen la diferencia entre ganar o estar en el
top 10."
También los materiales suministrados por Etxeondo, un proveedor de ropa
ciclista, se pusieron a prueba con el fin obtener una idea de qué tipos
de materiales eran las más eficientes para la carrera conforme al cuerpo
de Dumoulin.
Al final, se hicieron una serie de maillots usando una
variación de materiales, tanto lisos como con textura para la prueba de
arrastre en el túnel de viento. Utilizando un método de velocímetro de
partículas (PIV), los flujos de aire fueron mapeados y medidos para ver
qué combinación de materiales proporcionaba los mejores resultados." (Imprimalia, 15/07/16)
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