Diseñar para resistir, pero también para ser usado
Una mirada desde la Ingeniería Mecánica y el Diseño Integral a la compuerta anti-inundaciones
Resumen
Las inundaciones representan una problemática recurrente para distintas zonas de la colonia Miramar, en Zapopan. A través de diferentes generaciones del Programa de Tecnología para el Buen Vivir se ha trabajado en el desarrollo de una compuerta desmontable que pueda colocarse en los accesos de las viviendas para reducir el ingreso de agua durante eventos de lluvia intensa.
Sin embargo, desarrollar una solución de este tipo implica responder preguntas que pertenecen a disciplinas distintas. Desde la Ingeniería Mecánica resulta indispensable conocer si la estructura puede soportar las cargas a las que estará sometida, qué materiales deben utilizarse y cómo garantizar que su sistema de fijación sea seguro. Desde el Diseño Integral aparecen otras preguntas: ¿una persona puede comprender cómo construirla?, ¿puede instalarla con facilidad?, ¿las manijas son cómodas?, ¿el manual utiliza un lenguaje accesible?, ¿la solución puede realmente apropiarse por parte de la comunidad?
El trabajo interdisciplinario permitió reconocer que una compuerta funcional no depende únicamente de su resistencia estructural. Para convertirse en una alternativa viable debe ser segura, comprensible, fabricable, instalable y replicable.
1. El problema no comienza en el objeto
El desarrollo de la compuerta parte de una problemática territorial más amplia. Las inundaciones recurrentes de Miramar se relacionan con condiciones de drenaje, acumulación de residuos, mantenimiento de los sistemas pluviales y características propias del territorio. Sus efectos no se limitan a la movilidad: pueden provocar daños en viviendas, pérdidas económicas, riesgos sanitarios y una sensación constante de vulnerabilidad para quienes habitan la zona.
Frente a esta situación, la compuerta no pretende sustituir las intervenciones de infraestructura que requiere la colonia. Se plantea como una medida de mitigación a escala doméstica: una barrera que pueda instalarse en determinados accesos cuando exista riesgo de entrada de agua.
A lo largo de las diferentes iteraciones, el proyecto comenzó a plantearse también desde otro objetivo: que la solución no dependiera permanentemente de estudiantes o especialistas para ser construida. Durante las visitas a Miramar se realizaron entrevistas y acercamientos con vecinos buscando que, eventualmente, las personas pudieran construir su propia compuerta y apoyarse entre ellas durante el proceso.
Es precisamente en ese punto donde la Ingeniería Mecánica y el Diseño Integral comienzan a encontrarse.
2. La mirada de la Ingeniería Mecánica: una solución debe resistir
Desde la Ingeniería Mecánica, una de las primeras preguntas es aparentemente sencilla:
¿La compuerta realmente soportará las fuerzas producidas por el agua?
Responderla requiere convertir una problemática social en variables técnicas: dimensiones, materiales, cargas, deformaciones, puntos de concentración de esfuerzos y sistemas de sujeción.
Para el análisis se trabajó con perfiles y canales fabricados en aluminio 6061, una aleación utilizada en aplicaciones estructurales por su relación entre peso y resistencia. A partir de las dimensiones del prototipo se realizaron estudios estáticos mediante SolidWorks para observar cómo se comportaría la estructura bajo las condiciones previstas de operación.
La simulación del diseño existente mostró un desplazamiento máximo aproximado de 2.2 mm en la parte superior de la compuerta. Aunque esa zona presentó la mayor flexión por no contar con un sistema de sujeción superior equivalente al de otros puntos, el análisis concluyó que el comportamiento se mantenía dentro de parámetros funcionales y que las deformaciones observadas eran elásticas y reversibles.
El análisis permitió entonces validar algo fundamental: el sistema podía funcionar.
Pero también abrió una pregunta propia del diseño frugal:
¿podemos hacerlo más sencillo, económico y universal sin perder seguridad?
3. Reducir material no sie
mpre significa mejorar el diseño
A partir de los resultados favorables del primer análisis se propuso una segunda configuración, con dimensiones más estandarizadas y una estructura más compacta que pudiera adaptarse a una mayor variedad de viviendas.
En principio, la propuesta parecía conveniente: menos material, dimensiones más universales y potencialmente menor costo.
Sin embargo, la simulación mostró un resultado diferente.
En la segunda alternativa aparecieron deformaciones mayores que comprometían la geometría y alineación de la compuerta. A diferencia de la primera versión, algunas deformaciones podían llegar a ser permanentes. El equipo concluyó que el diseño requería perfiles de mayor grosor o refuerzos adicionales antes de considerarse confiable bajo condiciones extremas.
Este resultado representa uno de los aprendizajes más importantes del proceso.
El diseño frugal no consiste simplemente en eliminar material o reducir costos. Una solución de menor precio deja de ser frugal si pierde seguridad, durabilidad o capacidad de cumplir su función.
Desde Ingeniería Mecánica, la optimización debe encontrarse dentro de un espacio limitado por condiciones que no son negociables: resistencia, seguridad y funcionamiento.
4. La mirada del Diseño Integral: una solución debe poder comprenderse
Una compuerta estructuralmente segura puede seguir siendo una mala solución si la persona que debe utilizarla no entiende cómo instalarla.
Aquí aparece una diferencia importante entre diseñar un objeto y diseñar una experiencia completa de uso.
El proyecto tenía como objetivo que los habitantes pudieran eventualmente participar en la fabricación e instalación de sus propias compuertas. Esto significaba que el conocimiento utilizado por estudiantes de ingeniería debía poder convertirse en instrucciones comprensibles para personas sin formación técnica.
Durante la validación del manual se encontró, por ejemplo, que palabras habituales dentro de una disciplina podían no resultar evidentes fuera de ella. El término “barrenar” fue identificado como uno de esos casos y se propuso sustituirlo por “perforar”, además de desarrollar un glosario para otros procedimientos y conceptos técnicos.
El cambio parece pequeño, pero modifica completamente la lógica del proyecto.
Si para construir una solución es necesario hablar el lenguaje de un ingeniero, entonces la solución continúa dependiendo del ingeniero.
Desde Diseño Integral, el manual deja de entenderse como un documento adicional al producto. El manual forma parte del producto.
5. Del mecanismo a la interacción
El mismo principio se observa en otros componentes.
Desde una perspectiva mecánica, el sistema de fijación debe mantener la compuerta en posición y transmitir adecuadamente las cargas. Pero desde la perspectiva del usuario también debe permitir una instalación rápida, particularmente porque la compuerta puede necesitar colocarse ante la proximidad de una tormenta.
Por esta razón se incorporaron tornillos tipo mariposa que pueden operarse manualmente, evitando depender de herramientas especializadas. El sistema permite colocar o retirar la compuerta mediante una operación relativamente sencilla y utiliza refuerzos metálicos para distribuir las cargas de apriete.
Este tipo de decisión muestra que las fronteras entre las disciplinas no siempre son claras.
Un tornillo mariposa puede ser simultáneamente:
- una decisión de Ingeniería Mecánica, porque participa en el sistema de sujeción;
- una decisión de Diseño, porque modifica la interacción entre usuario y objeto;
- y una decisión de diseño frugal, porque evita la necesidad de herramientas adicionales.
Lo mismo ocurre con las manijas, cuya configuración fue sometida a validación ergonómica, y con el manual, que además de modificarse gráficamente fue complementado con recursos audiovisuales para explicar construcción e instalación. RPAP – Compuerta Anti-inundaciones V4 – Colonia Miramar – Primavera 2025.pdfPDF
La solución comienza entonces a dejar de ser únicamente una estructura de aluminio.
Se convierte en un sistema de producto, instalación, instrucciones y transferencia de conocimiento.
6. Cuando una disciplina encuentra el límite de la otra
Una de las aportaciones más relevantes del trabajo interdisciplinario consiste en que cada disciplina permite identificar problemas que probablemente permanecerían ocultos desde una sola perspectiva.
La Ingeniería Mecánica puede determinar que una pieza soportará determinada carga, pero el Diseño puede identificar que su forma dificulta el agarre.
El Diseño puede reducir elementos buscando simplicidad, pero la Ingeniería puede demostrar que esa reducción produce deformaciones inaceptables.
La Ingeniería puede desarrollar un procedimiento perfectamente correcto para fabricar la compuerta, pero si ese procedimiento utiliza terminología que únicamente comprende una persona con formación técnica, el Diseño obliga a replantear cómo se comunica.
Esto significa que trabajar interdisciplinariamente no consiste simplemente en asignar partes diferentes del proyecto a carreras diferentes.
El verdadero intercambio ocurre cuando el criterio de una disciplina modifica una decisión tomada desde otra.
7. ¿Qué significa entonces que la compuerta esté bien diseñada?
A partir del proceso desarrollado pueden identificarse al menos cinco condiciones.
Una compuerta debe ser estructuralmente segura, porque su función ocurre precisamente durante una situación de riesgo.
Debe ser fabricable, utilizando procesos y materiales que puedan conseguirse dentro del contexto donde será implementada.
Debe ser instalable, considerando tanto las características físicas de las viviendas como las capacidades de quienes tendrán que colocarla.
Debe ser comprensible, de manera que una persona sin conocimientos especializados pueda seguir correctamente sus instrucciones.
Y finalmente debe ser transferible, porque una solución comunitaria aumenta su potencial de impacto cuando el conocimiento necesario para reproducirla deja de concentrarse únicamente en quienes la diseñaron.
Esta última condición resulta especialmente relevante dentro del PAP.
El propósito no es solamente producir una compuerta.
El objetivo de largo plazo es que el conocimiento generado pueda circular.
8. Reflexión interdisciplinaria
Desde Ingeniería Mecánica, el proyecto permite comprender que la seguridad estructural no puede sacrificarse durante un proceso de simplificación. La simulación permitió identificar que una alternativa aparentemente más eficiente podía introducir deformaciones que comprometían el funcionamiento del producto. El análisis técnico, por lo tanto, no funciona únicamente como una forma de comprobar una solución existente; también sirve para decidir qué alternativas deben descartarse o modificarse.
Desde Diseño Integral, el proyecto evidencia que una solución técnicamente correcta puede seguir presentando barreras importantes para su adopción. Ergonomía, comunicación visual, secuencia de instrucciones y claridad del lenguaje influyen directamente en la posibilidad de que una tecnología sea utilizada y replicada.
La relación entre ambas disciplinas lleva a una conclusión compartida:
la calidad de una solución no puede evaluarse únicamente observando el objeto terminado.
También debe analizarse quién puede construirlo, quién puede entenderlo, quién puede instalarlo y qué conocimientos son necesarios para mantenerlo funcionando.
Conclusión
El desarrollo de la compuerta anti-inundaciones muestra cómo una problemática aparentemente técnica exige respuestas provenientes de distintas disciplinas.
La Ingeniería Mecánica aporta herramientas para comprender fuerzas, materiales, deformaciones, seguridad y sistemas de sujeción. El Diseño Integral incorpora al usuario, la ergonomía, la comunicación y la transferencia del conocimiento dentro de la propia definición del producto.
Cuando ambas perspectivas trabajan de manera conjunta, la pregunta deja de ser únicamente:
¿podemos construir una compuerta que resista el agua?
La pregunta se vuelve más amplia:
¿podemos construir una solución que resista, que una persona pueda comprender, que pueda instalar y que eventualmente pueda reproducir sin depender de nosotros?
Esa diferencia es precisamente donde la interdisciplina comienza a generar valor dentro de un proyecto de aplicación profesional.
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