Los universitarios peruanos trabajaron en el diseño y fabricación del Human Power Vehicle (HPV).
Por: Ítalo Vergara
El grupo Ares, conformado por 49 estudiantes de la Universidad de Piura (UDEP), fue elegido por la NASA como equipo participante del Human Exploration Rover Challenge (HERC) 2023, un reto organizado que invita a estudiantes y organizaciones de todo el mundo a crear un vehículo destinado a la exploración de Marte. Después de empezar la construcción del «astromóvil» enero pasado, los universitarios concluyeron el proyecto y están listos para representar al Perú.
Javier Reyes Farías, alumno del 8vo ciclo de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UDEP y director del proyecto, explica que se trabajó en el diseño y fabricación de un Human Power Vehicle (HPV). “El HPV es un vehículo solamente impulsado por humanos. Es decir, una bicicleta es un HPV, ya que con los pedales la persona mueve las piernas y estos transmiten la potencia al vehículo, que se mueve según la fuerza y rapidez del piloto”.
Por el contrario, un auto no califica como un HPV, dado que cuenta con un motor de combustión. «Lo que tenemos que hacer es un vehículo con pedales. Nos han pedido que no usemos cadenas, como la bicicleta, porque estas pueden salirse o romperse con más facilidad, además que necesitan lubricación», precisa el estudiante a la Agencia Andina.
En los últimos años, la NASA ha venido impulsando el desarrollo de los HPV debido a que las misiones en suelo espacial requerirán que uno o dos astronautas se movilicen de manera práctica. Llevar vehículos con motor supondría usar combustible y tanques, los cuales agregan más peso y disminuyen la movilidad.
Además, durante una misión, si se acaba la gasolina del vehículo, los astronautas no podrían hacer nada. “Con un HPV se depende únicamente de los astronautas que vayan a la misión. Si necesitan descansar, pueden parar un rato y luego seguir. No hay esa limitación de cuánto pueden recorrer llevando un tanque de gasolina o baterías extra”, sostiene Reyes.
Asimismo, el vehículo será fabricado a base de aluminio, por ser un material resistente y ligero. En ese sentido, la NASA otorga mayor puntaje a los vehículos con menor peso. También, se prevé implementar dos espacios para los pilotos, uno delante de otro.
En cuanto a los neumáticos, la NASA precisó que no deben estar infladas con aire, dado que podrían sufrir daños debido a la hostilidad del suelo marciano. “Uno de los requerimientos de las llantas es que no tengan aire, como los carros, motos o bicicletas que se usan en el día a día. Si una piedra pincha las llantas, los astronautas no podrán parcharlas ni inflarlas durante la misión”, comenta el estudiante.
El diseño final del vehículo fue enviado a la NASA el 17 de noviembre. Durante al año pasado, con el apoyo y asesoría de la UDEP, el equipo evaluó qué materiales usar, así como las características del sistema de transmisión, el chasis, las llantas y los frenos.
Durante el verano, los universitarios aprovecharon al máximo sus vacaciones para la etapa de fabricación de piezas que integrarán el vehículo. Además, realizaron las pruebas de armado, con características propias que respondan a las necesidades de exploración de los astronautas y la geografía agreste de Marte.
Reyes Farías explica que el vehículo tiene criterios ecológicos, funcionales y de adaptabilidad a terrenos de diversidad geográfica, como Marte. No usará combustible ni motores eléctricos y funcionará con la energía de impulso de los pilotos, para evitar fallas mecánicas del motor o la falta de combustible.
El diseño ha contemplado criterios de resistencia, dirección y suspensión, con resortes y brazos flexibles, que permitan al vehículo amortiguar los golpes de terrenos agrestes. Se ha previsto un sistema de rodaje de llantas sin aire, a través de una banda de rodadura diseñada en 3D, con criterios de geometría sólida que permite adherirse a la superficie; además de un sistema de fácil montaje y desmontaje, desplegable, para el traslado en las expediciones de la NASA.
Experiencia previa en el diseño de vehículos
“La principal dificultad es el tiempo: nos queda poco. Lo que más nos está costando es terminar de definir el diseño exacto”, admite Reyes. Afortunadamente, el equipo de trabajo ya cuenta con experiencia previa en cuanto al armado de vehículos.
“Hemos hecho siempre trabajos grupales como reto para los alumnos. Se han venido practicando diversos mecanismos, prototipo de pequeñas máquinas, vehículos de todo tipo y, entre ellos, desde el año 2015, hemos hecho vehículos HPV, pensando en contribuir a la movilidad ecológica”, recalca el doctor Carlos Ojeda Díaz, profesor de la Facultad de Ingeniería en UDEP y asesor del proyecto. “Decidimos postular este año, para lo cual nos preparamos meses antes repasando, mirando o evaluando los vehículos que habíamos hecho en años anteriores”.
Para ello, el equipo se ha dividido en diversas áreas, que van desde la ingeniería mecánica y eléctrica, hasta la ingeniería civil y marketing. Por ejemplo, el equipo de Comunicaciones se encuentra gestionando las tareas respectivas para la difusión y enseñanza de talleres de ciencia. «Se tienen que hacer eventos, ya sean pro fondos o de educación en ciencia. Esto lo piden como base del concurso: tenemos que involucrar al menos a 250 personas, por lo que iremos a colegios y universidades», indica Reyes.
Otros miembros del grupo son Diego Estela, Carla Alcalde, Alejandro Herencia, Camila Gómez, Dilver Ruiz, Jean Vigil, Angie Chuyes, Valeria Alayo y el ingeniero Nils Checa, otro de los asesores del grupo Ares.
En abril se realizará el concurso de la NASA
La penúltima etapa será el 22 de marzo, la cual consistirá en la sustentación y presentación virtual del vehículo ante el jurado de la NASA. Ese día, el Human Power Vehicle del Proyecto Ares UDEP recorrerá un circuito de más de 500 metros (en Campus Piura) con características geográficas agrestes, similares a las de Marte; preparado según las especificaciones del concurso.
Para la etapa final, una delegación de 19 alumnos viajará a Estados Unidos, para demostrar las capacidades de uso y exploración espacial del vehículo construido.
“Esta etapa ha sido la presentación formal del vehículo y un gran paso para la etapa final que será del 8 al 20 de abril en Estado Unidos, en el Space & Rocket Center de la Nasa, en Hunstville, Alabama”, comenta el doctor Carlos Ojeda, asesor académico del Proyecto Ares de la Universidad de Piura.
Además de la asesoría del doctor Carlos Ojeda, los estudiantes contaron con el soporte del profesor José Céspedes, especialmente en lo relativo al diseño de las ruedas y la fabricación por impresión aditiva.
En la competencia del 20 de abril, el vehículo no solamente recorrerá el suelo y sorteará obstáculos, sino que también realizará cinco tareas adicionales, según Reyes. «El primer reto será extraer agua desde un tubo horizontal; la tarea dos consiste en levantar una tapa pesada y extraer agua; y así. Vamos a tener que incluir una herramienta que realice estas cinco tareas».
Así, el grupo Ares, cuyo nombre se basa en el dios griego que luego fue rebautizado por los romanos como Marte, espera lograr el objetivo de resultar ganador en el reto.
“Tenemos que estar muy agradecidos de nuestros alumnos que han sido muy entusiastas al acoger la idea. Ahora ellos son protagonistas de esta historia porque el concurso de la NASA pretende que ellos se organicen bien, que se encarguen de conseguir los fondos, que intervengan en el diseño y la construcción del vehículo. En tanto, la universidad brindará asesoramiento y facilidades para la ejecución del proyecto”, concluye el doctor Ojeda.
También se contó con el auspicio de empresas privadas comprometidas, como la Caja Paita, PIXED, Trapani Cultivares, Ecosac y otras. Además, el director del Pixed, el ingeniero Ricardo Rodríguez Torres, puso a disposición del proyecto todas las máquinas impresoras 3D de su empresa para que se termine a tiempo la fabricación de piezas importantes del vehículo.
Fuente: Agencia Andina
