Triz Coronado Oropeza Rico

TRIZ

es la moderna metodologia para resolver problemas de inventiva o de innovacion tecnologica de una manera sistematica, basada en 39 caracteristicas o parametros de los sistemas tecnologicos y 40 principios de inventiva, obtenidos mediante la revision de miles de patentes por expertos en innovacion tecnologica. En esta obra se describe la TRIZ desde sus inicios hasta su aplicacion en 42 casos de estudio y ejemplos reales con los que se han resuelto problemas de innovacion tecnologica o se han generado inventos, empleando esa poderosa herramienta. Empresas de clase mundial como Procter & Gamble, Intel, Volkswagen, BMW, Toyota, Xerox, Boeing, etc. y organizaciones gubernamentales que generan tecnologia de punta, como es el caso de la NASA, aplican, de manera cotidiana, la TRIZ, con mucho exito. Por primera vez, en America Latina, se tiene acceso a la metodologia TRIZ, de una forma sencilla y de facil comprension para casi cualquier persona que este interesada en ser mas creativa e innovadora en todos los aspectos de su vida.

TRIZ,la metodologia mas moderna para inventar o innovar tecnologicamente de manera sistematica

Margarito Coronado Maldonado Rafael Oropeza Monterrubio Enrique Rico Arzate

TRIZ, la metodologia mas moderna para inventar o innovar tecnologicamente de manera sistematica

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PANORAMA EDITORIAL

Respete el derecho de autor. No fotocopie esta obra.

TRIZ, LA METODOLOGIA MAS MODERNA PARA INVENTAR O INNOVAR TECNOLOGICAMENTE DE MANERA SISTEMATICA

Derechos Resewados Copyright 6 2005 by Margarito Coronado Maldonadol Rafael Oropeza Monterrubio/Enrique Rico Arzate

Primera edicion: 2005 6 Panorama sal, S.A. de C.V. Manuel Ma. Contreras 45-8 Col. San Rafael 06470 Mexico, D.F.

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Tels.: 55-35-93-48 55-92-20-19 Fax: 55-35-92-02 55-35-12-17 e-mail: [email protected] http://www.panorarnaed.com.rnx Printed in Mexico Impreso en Mexico ISBN 968-38-1359-3 Prohibida la reproduccion parcial o total por cualquier medio sin autorizacion por escrito del editor.

A mi padre, de quien aprendi a ser paciente y tolerante. A mis compadres, Eva y Clemente, por su amistad y aceptacion.

A Magali, por su dedicacion al estudio. A Hector Francisco, companero de trabajo y amigo. Rafael Oropeza Monterrubio.

En memoria de mis padres por su amor con gratitud. A mi esposa yfiel companera de la vida Maria Elena por su apoyo y amor.

Con amor a mis hijos: Adrian E., Christian E. y Etienne S. A todos ellos motivo de inspiracion en mi vida. Margarito Coronado Maldonado

A Lourdes, Carlos Enrique, lnti Amaru y Tonatiuh.

U n mundo mejor es posible. Enrique Rico Arzate

Prefacio El principal objetivo que se persigue al escribir esta obra es presentar una metodologia muy poderosa para afrontar los problemas de inventiva e innovacion tecnologica de una forma sistematica y terminar, de una vez por todas, con la idea erronea de que solamente unas cuantas personas "iluminadas" pueden ser inventores o innovadoras. Este trabajo demuestra todo lo contrario. Por otra parte, el libro pretende ser una obra pionera en la introduccion de la metodologia de.la TRIZ, tanto en Mexico como en America latina, donde la tecnica es casi desconocida y sin embargo mas se necesita para generar inventos e innovaciones tecnologicas, que de alguna forma permitiran a nuestras naciones salir del subdesarrollo en que se encuentran. Se debe recordar que muchos expertos, entre ellos Peter Drucker y Alvin Toffler, senalan que la nueva economia del siglo 21 ya no se basara en los recursos naturales tradicionales, tierra, trabajo y capital, sino en la generacion de conocimiento y que ese recurso sera mucho mas importante que los mencionados, inclusive se atreven a sugerir que el conocimiento se convertira en el unico recurso de desarrollo, progreso, poder economico y soberania de las naciones. Este trabajo introduce, entre otras cosas, una metodologia sistematica para lograr la innovacion tecnologica y por lo tanto la generacion de conocimiento. La obra no hubiera sido posible sin el apoyo de las siguientes personas, a las que se extiende sentido reconocimiento. Nuestro sincero agradecimiento para el Dr. Jose Enrique Villa Rivera, Director General del Instituto PolitecnicoNacional de Mexico, por su apoyo a los autores, para asistir a seminarios y conferencias en relacion con la TRIZ.

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Prefacio

Al Dr. David JaramilloVigueras, Director del Centro de Investigacion e Innovacion Tecnologica del Instituto Politecnico Nacional, en Atzcapotzalco, por haber permitido, a uno de los autores, llevar a cabo una estancia sabatica, en dicho centro, para dar termino al presente libro. A el, nuestro mas sentido reconocimiento. Agradecemos al Profesor Peter R. Newman, de la Universidad de Murdoch, en Australia Occidental, por las sugerencias vertidas en relacion al impacto positivo que puede tener, para Mexico y America Latina, la introduccion de la TRIZ en las instituciones de ensenanza superior y en las empresas. El Profesor Newman fue pieza clave para llevar dicha metodologia a Corea, a principios de los anos noventa, con los resultados que se abordan en el primer capitulo. Especial mencion merece el Dr. Peter R. Bridgewater, del Western Australia Institute of Technology, por la orientacion proporcionada en relacion al empleo de la TRIZ en las instituciones de ensenanza superior. El Profesor Bridgewater fue uno de los pioneros en introducir dicha metodologia en Australia, a principio de los anos ochenta, en el entorno academico. Agradecemos al M. en C. Nestor L. Diaz Ramirez, Director de la Escuela Superior de Ingenieria Quimica e Industrias Extractivas del Instituto Politecnico Nacional, por permitir que nos alejaramos de nuestras labores docentes para asistir a eventos relacionados con la TRIZ. Al Dr. Noel Leon Rovira, experto en TRIZ, presidente de la Asociacion Mexicana de TRIZ (AMETRIZ, A.C.) y destacado profesor investigador del Instituto Tecnologico de Estudios Superioresde Monterrey,le expresamos nuestro mas sentido agradecimiento por los conocimientos que nos ha transmitido sobre esa importante metodologia. Nuestro sincero reconocimiento al Dr. Edgardo Cordova, profesor investigador del Instituto Tecnologico de Puebla, por habernos invitado a formar parte, como socios fundadores, de la AMETRIZ, A.C. Cualquier pregunta o sugerencia relacionada con el topico de esta obra, asi como informacion sobre platicas, seminarios, talleres etc., sobre la TRIZ, se atendera gratuitamente en nuestros telefonos o correos electronicos:

Prefacio

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Rafael Oropeza Monterrubio: Tel: 52-33-91-29 y 55-86-15-31. [email protected] [email protected] Margarito Coronado Maldonado: Tel: 52-33-91-29 [email protected]" Enrique Rico Arzate: Tel: 52-33-91-29 [email protected] Sabemos que muchos expertos en los temas aqui tratados encontraran que falto tal o cual asunto relacionado con los mismos; estamos completamente conscientes de ello, motivo por el que pedimos su benevolencia y retomarnos, para la obra, las sabias palabras del Profesor Jose Caos:

En este trabajo, falta todo, menos lo que esta.

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Introduccion Este libro surge debido a la inquietud de los autores de lograr un cambio positivo en el rumbo que lleva Mexico, en lo particular y de America Latina, en lo general, en relacion a la innovacion tecnologica, dado que es un aspecto prioritario, en nuestras naciones, para asi salir del subdesarrollo. Pareciera que ese tema no es de mayor importancia cuando se observan las brutales reducciones a los presupuestos en educacion, ciencia y tecnologia. Todo indica, segun lo sucedido hasta la fecha, que, en el mejor de los casos, las naciones al Sur del Rio Bravo, se convertiran en proveedoras de productos agricolas, materias primas y mano de obra barata, para cubrir las demandas de las naciones desarrolladas. Con ese tipo de aparente desarrollo, en el que realmente no se generan nuevos conocimientos y mucho menos inventos e innovaciones tecnologicas mayores, el futuro de nuestros paises no puede ser de ninguna manera halagueno, ni a corto y mucho menos a largo plazo. Tener recursos,naturalesy basar el bienestar de una nacion en ellos, es el peor error que puede cometer el gobernante de un pais. Los tiempos en que la tierra, el petroleo, los metales, las maderas preciosas, etc., aseguraban el exito economico de un pueblo ya quedaron en la historia. Actualmente la soberania y el bienestar de una nacion tiene como base la generacion de nuevos conocimientos que sean utiles a la sociedad. Es por ello que se considera importante este libro, en el que se presenta la metodologia mas poderosa, a la fecha, para inventar e innovar tecnologicamente, de una manera logica, organizada y sistematica. La metodologia es conocida, internacionalmente, como la TRIZ y es ampliamente empleada por muchas empresas multinacionales como

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es el caso de IBM, Microsoft,Dell, HP, General Motors, Ford, Volkswagen, Xerox, Novartis, BMW, Toyota, Bosch, Procter & Gamble, etc., asi como organizaciones que requieren generar conocimientos de vanguardia y nuevas tecnologias, como es el caso de la NASA14.Por otra parte, en el ambito academico, muchas universidades en Europa y en Asia, ya incluyen dicha metodologia dentro de sus programas de estudio. En los Estados Unidos de America y Canada se ofrecen cursos sobre la TRIZ en varias instituciones de ensenanza superior, desde 199913.En Mexico solamente el Instituto Tecnologico de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey y el Instituto Tecnologico de Puebla, ofrecen algun tipo de curso o seminario sobre esa importante metodologia, principalmente para sus alumnos o para contadas empresas cercanas a ellos. En Mexico y en Latinoamerica la TRIZ es practicamente desconocida, tanto en las empresas como en las universidades, es por ello que se decidio escribir esta obra como una modesta contribucion, esperando que la metodologia sea difundida ampliamente para beneficio de nuestras naciones. El libro ha sido escrito de una manera sencilla y de facil comprension para casi cualquier persona. Los ejemplos y casos de estudio son simples y didacticos asi como la interpretacion de los conceptos de "campo y sustancia" y la aplicacion de la matriz de Altshuller, que es la base de la TRIZ. Entre los objetivos del trabajo, a mediano plazo, se encuentran la esperanza de formar una cultura corporativa basada en la innovacion tecnologica para, no solamente superar los retos inmediatos sino tambien planear un futuro promisorio, empresarial, a largo plazo; tal y como esta sucediendo en muchas naciones de Asia, las cuales, hace solamente 20 anos, se encontraban en peores condiciones economicas y sociales que Mexico y America Latina y ahora son verdaderas potencias industriales. La obra en si es pionera, ya que no existen libros sobre la TRIZ en espaIi6C e inclusive en ingles, las obras publicadas sobre este novedoso tema no rebasan los 15 titulos (2004). Al final del libro se presenta la sugerencia de introducir la TRIZ en el ambito universitario, propuesta que de tomarse en cuenta por los func6narios a cargo de la educacion, en nuestros paises, seguramente mar-

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cana un cambio trascendental, tanto en la mentalidad de los estudiantes como de sus maestros, al tiempo que esa metodologia les proporcionaria una amplia ventaja competitiva a los egresados, en el deprimido mercado laboral de nuestras naciones. Se adiciona un pequeno capitulo dedicado a los jovenes inventores que quieran incursionar en esa interesante actividad, senalando aspectos basicos que es indispensable considerar para llevar a buen fin un invento o una innovacion tecnologica. Esperamos que nuestra aportacion sea de utilidad a los amables lectores y les deseamos mucho exito en sus proyectos tecnologicos.

La explosion del conocimiento en la epoca actual Es un hecho innegable que la velocidad de generacion de conocimiento es cada vez mayor y que no se vislumbra que disminuya, a menos que suceda algun desastre o cataclismo a escala planetaria. Se sabe que el 90% de todo el conocimiento generado a traves de la historia de la humanidad, en los ultimos 40,000 anos, se ha desarrollado en el siglo 20. La generacion actual ha sido testigo de los viajes espaciales, uso de la energia nuclear, las computadoras personales, la comunicacion satelital en la que se incluye la INTERNET, la transmision de audio, video y todo tipo de informacion, asi como la robotica14. Por otro lado, es interesante hacer notar que la estructura fisica del cerebro humano no ha sufrido cambio en las ultimas decadas inclusive en los ultimos 50,000 anos14. Dia a dia se producen nuevos descubrimientos en todos los aspectos delconocimiento humano, tanto en las ciencias exactas como en las humanisticas, ya se trate de la genetica, la fisica, la quimica, las matematicas, hasta la economia, la politica, la filosofia, etc. No existe un ser humano sobre la tierra que sea capaz de mantenerse al dia sobre todos esos descubrimientos, de hecho, la mayoria de los cientificos tienen.serias dificultades para mantenerse actualizados en sus propios campos de accion cotidianos. La mayoria de los expertos sugieren que el conocimiento'general humano se duplica cada tres anos y que ese lapso tiende a disminuir'. Gracias a !os sistemas de comunicacion satelital y el uso masivo de las

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computadoras, es posible tener acceso, casi instantaneo, a todo tipo de informacion en el momento en que se genera, en cualquier parte del planeta, simplemente tecleando la pregunta adecuada. Por otro lado, el correo electronico permite conectarse con personas de cualquier parte del mundo, inclusive tener conversaciones en tiempo real y con la ayuda de una pequena camara de video ver el rostro del interlocutor, por el precio de una llamada telefonica local, en cualquier "cafe INTERNET". La ciencia se beneficia por esta comunicacion instantanea, por ejemplo, un cirujano puede llevar a cabo una delicada operacion en un paciente que se encuentre en otro pais e inclusive en otro continente. La universidad virtual se expande a pasos agigantados, lo que favorece la diseminacion del conocimiento en todos sus aspectos. Cualquier persona, en lugares remotos, puede cursar una carrera, una especialidad o un postgrado en la universidad de su eleccion, sin importar la ubicacion de la misma, si cuenta con los recursos economicos y tecnologicos. Desde el punto de vista del entretenimiento es posible accesar a un promedio de 300 canales de television mundiales. Ver la coronacion de un rey al otro lado-del mundo, asi como las atrocidades de la guerra en el momento que suceden, son eventos cotidianos que a nadie sorprende. Se estima que gracias a la comunicacion global, cerca de 200 millones de personas, en 165paises, tienen actualmente acceso a la INTERNET y pueden obtener la informacion requerida (2004).Las proyecciones indican que en 10 anos mas, aproximadamente los cibernautas llegaran a cerca de mil millones o sea una sexta parte de la poblacion humana4. Las principales ramas del conocimiento en donde se predice se tendra mayor avance en este siglo y que por supuesto dependen de las c6municaciones y la informatica son: 1. La genetica y la biotecnologia. Gracias a ellas sera posible producir mas y mejores cultivos, saber que tipo de enfermedades puede sufrir una persona si desde bebe se le analiza su codigo genetico y por lo tanto prevenirlas, se podran desarrollar nuevos y mas efectivos farmacos individualizados, el campo de accion de estas dos ciencias es casi infinito y se antoja de ciencia ficcion, sin embargo los resultados se estan produciendo dia a dia, el logro mas notable fue completar, de manera preliminar, el "mapa genetico humano", asi como la clonacion de un mamifero (borrego). A este respecto,

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Juan Enriquez Cabot, destacado cientifico mexicano, director del proyecto "Ciencias de la vida", en la Escuela de Negocios de la Universidad de Harvard opina; "la genetica es y sera la clave del desarrollo socioeconomico de muchas naciones y en la medida en que Mexico no promueva su investigacion adecuadamente, no es de sorprender que nuestra nacion sea cada vez mas pobre"'. 2. Ciencia de los materiales. Se presume que el desarrollo de los nuevos materiales, cuyas propiedades nos parecen magicas actualmente, ya estan en camino, como son los llamados "composites". Las propiedades de esos materiales a la resistencia mecanica sera notable asi como sus caracteristicas electricas y termicas que ahora se empiezan a vislumbrar. Las aleaciones superconductoras'de la electricidad, a temperaturas cercanas a la ambiente, seran una realidad en los proximos 15 anos. Gracias a esas sustancias, la velocidad con que operan los ordenadores podra incrementarse de manera exponencialcon lo que se beneficiaran todas las ciencias y la tecnologia.

3. La nanotecnologia. Esta nueva rama de la ingenieria tiene por objeto fabricar maquinas de un tamano tan pequeno que solamente se pueden observar mediante el uso de un micfoscopio. Su aplicacion es muy variada, siendo la medicina una de las mas beneficiadas ya que se propone fabricar micro robots capaces de inyectarse en una vena y llegar al lugar de un tumor maligno y operar sobre el, ya sea destruyendolo o neutralizandolo para que ya no cause dano al paciente. Por otro lado se sugiere que los robots microscopicos puedan reparar y/o cambiar la informacion genetica contenida en el DNA de un individuo para evitar enfermedades futuras. En cardiologia se sugiere el empleo de esos robots para desprender, molecula tras molecula, los depositos de grasa que se encuentren obstruyendo las arterias de los enfermos y asi evitar un grave evento cardiovascular. El campo de accion de estas maquinas es inmenso, algunos investigadores se atreven a sugerir que los residuos y la contaminacion tiene sus dias contados gracias a ellas ya que esos mini robots seran capaces de llegar a las mismas moleculas de las sustancias contaminantes 'ldesensamblarlas" y "reconstruirlas" en otras, con caracteristicas utiles a los seres humanos como pueden ser las materias primas. De alcanzarse ese objetivo, la de-

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manda de recursos naturales virgenes disminuira al grado que se puede entonces hablar de un verdadero Desarrollo Sustentable,por una parte y por la otra, el tan buscado bienestar de la sociedad en su totalidad. 4. Sistemas cornputacionales de nueva generacion. El desarrollo acelerado actual y futuro de todas las ramas de la ciencia y la tecnologia depende de sistemas computacionales (hardware y software) confiables y de alta velocidad, de hecho, sin los ordenadores y sus sistemas operacionales todo lo planteado anteriormente no sera posible. Desde el punto de vista de la educacion, base de todo avance cientifico y tecnologico, el desarrollo de nuevas, rapidas y baratas computadoras, aunadas a veloces sistemas de comunicacion global haran posible que casi cualquier escuela del planeta este conectada, globalmente, lo que favorecera el acceso a informacion de todo tipo y por lo tanto la ensenanza se vera altamente favorecida, lo que lleva al siguiente apartado que se relaciona con el proceso de ensenanza-aprendizaje. . . /

5. La educacion. Con todos los cambios descritos, algunos de los cuales ya se estan produciendo, los sistemas educacionales no pueden quedarse a la deriva puesto que son la base de todo tipo de desarrollo. Es por lo anterior que se hace indispensable replantear el proceso de ensenanza-aprendizaje de tal manera que sea mucho mas efectivo que en la actualidad, ya que, de no llevarse a cabo dicho cambio, la brecha entre las naciones que tienen el conocimiento y aquellas que no lo posean se hara mas amplia y las desigualdades provocaran todo tipo de problemas sociales, economicos, politicos, militares, etc., mismos que cada dia se agravan a niveles verdaderamentepeligrosos para la supervivencia de la rnisma especie. Los expertos sugieren que la mejor forma de afrontar el grave problema de la deficiencia en el proceso de ensenanzaaprendizaje actual, es mediante su reestructuracion para hacerlo mas afin a las capacidadesinnatas del ser humano. A tal metodo se le denomina "Aprendizaje Acelerado". Dryden y Voss proponen, en su interesante y muy leida obra, que ese cambio ya se esta produciendo en muchos paises desarrollados e inclusive en naciones en vias de desarrollo como China, Singapur, Malasia, Brasil, Cuba y Costa Rica, entre las principales4.Por otra parte, Enriquez Cabot <

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senala: "El conocimiento de los habitantes de un pais es equivalente al de la energia para la industria, y en la medida que este conocimiento segenere, las naciones seran o no exitosas en el siglo 21 "l. Como muestra de esa afirmacion aporta el ejemplo comparativo de Mexico y Corea. En 1975 el coreano promedio ganaba una quinta parte de lo que percibia el mexicano promedio. En el ano 2003, ese mismo coreano gana TRES veces mas que el mexicano del ejemplo. Por otra parte, mientras que el gobierno de nuestro pais destina 0.4% del Producto Interno Bruto a la ciencia, los gobernantes de Corea destinan el 2% a ese rubro, es decir 5 veces mas. Otra diferencia fundamental, que senala el investigador, es el valor agregado entre lo que Corea importa y exporta que es de 50% mientras que en Mexico se agrega solamente un 2.9% a ese indicador. Finalmente Enriquez menciona, "la cuarta productora de patentes en los Estados Unidos de America, es la empresa coreana SAMSUNG. En Mexico, entre las 15 principales productoras de patentes, no hay una sola nacional, todas son extranjeras "l. En relacion a este ultimo aspecto, la pregunta obligada es: es la diferencia principal que causo los resultados anteriores? La respuesta salta a la vista, los lideres coreanos atendieron y apoyaron decididamente y sin titubeos la educacion de ninos y adultos, asi como a la ciencia y la tecnologia, promoviendo la innovacion, en todos los aspectos de su industria, mediante sistemas perfectamente definidos, asesorandose de expertos en la materia. En Mexico, si bien es cierto que existe el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT), tambien es verdad que su presupuesto es relativamente reducido en comparacion a lo que se aporta a este mismo tipo de instituciones en otros paises y por lo tanto los resultados son obvios, atraso cientifico y tecnologico alarmante y un desempleo masivo de cientificos de alto nivel, los cuales no tienen otra opcion que emigrar a otras naciones en la llamada "fuga de cerebros". Prueba de que el conocimiento genera riqueza es el ejemplo de muchas universidades estadounidenses en comparacion con las mexicanas. Solamente en el ano 2001, la Universidad de Harvard genero 17 mil 951 millones de dolares por contratos de investigaci6n; la Universidad de Yale obtuvo, por ese mismo concepto, 10 mil 700 millones; la Universidad de Texas gano 9 mil 364 millones; la Universidad de

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Princeton obtuvo 8 mil 359 millones; la Universidad de Stanford genero 8 mil 250 millones, solo por dar algunas cifras1.Por otro lado, en el mismo ano, TODAS las instituciones publicas de educacion superior de Mexico, juntas, no generaron ni 500 millones de dolares, lo cual es el triste resultado de factores culturales, economicos, sociales y politicos que estan mas alla de los alcances de este libro, pero que senalan un grave problema en el enfoque que el gobierno de nuestro pais tiene hacia la ciencia y la tecnologia, que son los motores del desarrollo. Lo anterior demuestra que existe una imperiosa necesidad de innovar, en todos los aspectos de las actividades humanas, incluyendo la economia, la politica, la sociologia, pero sobre todo en la ciencia y la tecnologia.

La necesidad de inventar o innovar Pocas personas pueden dudar de que Mexico, como otras naciones de America Latina, Asia y Africa, atraviesan por una grave crisis economica, en todos los aspectos del diario vivir de sus habitantes, crisis que se ha agudizado en los ultimos 20 anos. Las causas de ello son variadas, sin embargo sobresalen las siguientes: Economia: Siempre a la baja, con altos indices inflacionarios, devaluacion de la moneda local constante, perdida del poder adquisitivo de los habitantes, desempleo acelerado, fuga de capitales, etc. Politica: Golpes de estado al orden del dia, regimenes totalitarios, falta de democracia, deficiencia en la imparticion de justicia, gobernadores corruptos que solamente ven su beneficio personal y de sus allegados, etc. Sociedad: Alto indice delictivo, crimen organizado, incluyendo el narcotrafico, grandes masas de habitantes viviendo en condiciones muy precarias y.de pobreza extrema, desempleo generalizado, poca esperanza de que la situacion cambie en el futuro, con una vision pesimista y desalentadora. Educacion: Sistemas educativos obsoletos, con planes y programas del siglo*pasado, que tienen mas de 10 o 15 anos de antiguedad y por lo tanto no reflejan las condiciones actuales de la realidad cientifica y tecnologica del planeta e inclusive del pais. Lo anterior debido a la baja calidad academica de los profesores, falta de in-

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fraestructura como laboratorios, salas de computo, etc. y recortes presupuestales en el rubro educativo. A todo lo anterior se agrega la desmotivacion de estudiantes y maestros, los primeros por la falta de empleo cuando se graduan y los segundos por los bajos salarios y el poco reconocimiento a su labor docente. Todo lo anterior, aunado a otros aspectos que van mas alla de los alcances de esta obra, contribuyen al atraso cientifico de los paises del Tercer Mundo, los cuales se ven obligados a importar ciencia y tecnologia, con la consiguiente fuga de divisas y la perdida constante de independencia economica y soberania nacional, la cual ya no se refleja en invasion de tierras sino en la conquista pacifica de los perdedores mediante el control de su economia y de la mano de obra barata de sus habitantes. Por otro lado existen naciones, en especial en Asia, que hace 30 anos eran consideradas de las mas atrasadas del planeta y que sin embargo, actualmente, se han convertido en paises economicamente poderosos y de temer, aun por las grandes potencias economicas que los ven ya como unos competidores dificiles de vencer, tal es el caso de China, Corea y Singapur, paises de los cuales nadie duda de que tienen un gran desarrollo cientifico y tecnologico. La pregunta que se antoja hacer es: jcomo fue posible que estados con un retraso cientifico, politico, social, economico, etc., lograran el "milagro Asiatico"? Segun varios expertos, la gran diferencia entre estos paises y el resto del mundo subdesarrollado, radica principalmente en que sus gobernantes enfrentaron el dilema de seguir en la miseria o salir de ella airosamente.Afortunadamente, para ellos, se opto por la segunda alterhativa, invirtiendo grandes recursos economicos, principalmente en modernizar sus sistemas educativos, transparentar las reglas de inversion a los capitalistas extranjeros, asesorarse de expertos en innovacion cientifica y tecnologica, al tiempo que se cumplian las cuatro reglas de oro para que un pais progrese: Educacion, disciplina, honestidad y trabajo adecuadamente remunerado para todos. Uno de los aspectos mas importantes que se dieron y actualmente se encuentran vigentes en esos paises, es el relacionado con el cambio en el sistema educativo, mismo que se basa en el llamado "Aprendizaje Acelerado" y que ha permitido, entre otras cosas, la innovacion tecno-

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logica. A este respecto se recomienda al amable lector que consulte los interesantes trabajos de los siguientes investigadores2,5, 6*Y 7. En el caso especial de la innovacion tecnologica, que es el tema principal de este libro, se adopto, entre otras, la metodologia llamada TRIZ que es un acronimo de: Teorija Rezhenija Izobretatelskikh Zadatch, misma que se ha traducido a varios idiomas como: The Russian Theoy oj Inventive Problem Solving2, en Ingles y en nuestro idioma por: Teoria Innovadora para la Solucion de Problemas.

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La innovacion tecnologica, a juicio de muchos expertos, permite explotar un recurso abundante en los paises subdesarrollados como es el humano; aquel tiempo en que se consideraba que la riqueza material de una nacion aseguraba su futuro, como el petroleo, los metales, las maderas preciosas, etc., ya paso y ahora se ha demostrado que una nacion pobre, aislada del resto del mundo por los mares, semidestruida por la guerra, etc., se ha convertido en la segunda nacion, economicamente, mas importante del planeta, se trata de Japon. que invirtio ese gran pais? En educacion e innovacion tecnologica, ademas de los otros dos puntos de la regla de oro. Un experto, de la Universidad de Harvard, sugiere que Mexico puede salir del subdesarrollo con cinco mil "cerebros", es decir gente creativa, emprendedora e innovadora. Segun el academico: "Crear, 10 mil compatiias nuevas de mas de mil millones de dolares anuales de ventas puede significar la diferencia"'. El investigador basa su opinion en un estudio muy detallado de la revista cientifica Bioentrepreneur, del grupo Britanico Nature. Dicho estudio tiene como ejemplo a China y Corea, cuyos gobernantes han fomentado la creacion de mil empresas biotecnologicas, apoyadas decididamente mediante el llamado capital d; riesgo, es decir, que los gobiernos aportan recursos economicos, a los inversionistas y emprendedores en sus proyectos. Con este esquema, en los ultimos 15 anos, las empresas han generado 4 mil 800 millones de dolares cada ano, retribuyendo con creces los recursos invertidos, creando empleos, exportando productos y vendiendo patentes. Es bueno senalar que lo anterior fue solamente en el area biotecnologica, el lector puede imaginar lo que ha sucedido en otros ramos de la tecnologia como es el caso de la informatica, las comunicaciones, el transporte, etc.

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Lo mas interesante de todo lo anterior es que las empresas creadas, son, en su gran mayoria, 79%, propiedad de ciudadanos locales, muchos de ellos profesionales que obtuvieron sus postgrados en el extranjero pero que regresaron a su pais de origen, tanto por su formacion social como por su confianza en los gobernantes y el sistema politico imperante. Esto ultimo viene al caso por la triste realidad que se vive en nuestro pais, un alto porcentaje de becarios mexicanos, en el extranjero, ya no regresa& la razon por que lo hacen es obvia. Los pocos que si regresan se enfrentan a una contradiccion muy preocupante; por una parte se dice que lo necesario, en un pais subdesarrollado, es contar con profesionales que cuenten con una alta preparacion cientifica y tecnologica y por otro lado, la realidad nacional indica que, cuando los posgraduados retornan no encuentran un empleo afin a sus conocirnientos o, en el mejor de los caos, son contratados con bajos salarios. La aparente paradoja se explica de la siguiente manera: La transformacion cientifica y tecnologica de una nacion no se produce en el vado y por si sola, se requiere de todo un andamiaje que contemple, seguridad financiera aquellos inversionistas que deseen aportar sus capitales en empresas de alta tecnologia, instituciones educativas verdaderamente formadoras de profesionales capaces, tanto a nivel publico como privado y finalmente, que los sueldos y salarios de todos los involucrados en el sistema economico sean realmente justos para que se puedan satisfacer las necesidades de los habitantes de una nacion. Desgraciadamente, ninguna de esaseondiciones se cumple en nuestro pais, la sola llegada de los posgraduados de ninguna manera solucionara el problema, si se tienen que enfrentar con la triste realidad de la industria nacional, empresas obsoletas, maquiladoras que llevan a cabo la innovacion tecnologica en su pais de origen, bajos sueldos profesionales, etc. Es injusto culpar a esos profesionalespor irse del pais, no tienen otra opcion. Otro aspecto que es de llamar la atencion es lo que Enriquez senala sobre el cambio tecnologico en Asia. Segun el academico, dicho cambio se ha producido en los ultimos 30 anos, lo que significa un plazo muy corto siase compara con el tiehnpo que transcurrio entre el cambio de la agricultura a la Revolucion Industrial, es decir, cientos de anos. El experto sugiere que Mexico puede salir del subdesarrollo en 15 o 20 anos, con cambios en las politicas publicas, principalmente apoyandose en el uso de la alta tecnologia y los aspectos senalados en el capitulo anterior, por una parte y por la otra, generando innovaciones tecnologicas. Espe-

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remos que los gobernantes recapaciten y dejen a un lado sus intereses personales y de grupo, para bien de todos los mexicanos, incluyendolos a ellos y a sus descendientes.

Innovacion tecnologica en la historia de la humanidad La mayoria de los estudiosos sugieren que los inventos y la innovacion tecnologica han estado relacionados con la raza humana desde sus origenes, inclusive se menciona al Horno habilis, anterior al actual Horno Sapiens, como inventor de muchos utensilios para la supervivencia. Debido a ello se le nombro "habilis" que significa "habil". En algunas especies de animales, el uso de artefactos naturales, como herramientas, se ha documentado ampliamente, en especial en los monos, que se valen de ramas delgadas y largas para extraer insectos de sus nidos con objeto de comerlos, otros usan hojas y ramas de plantas aromaticas que se frotan en sus cuerpos, con objeto de repeler insectos, sin embargo, todo ello es un proceso meramente instintivo que no involucra el pensamiento racional de introspeccion.

A lo largo de la historia se han producido inventos que han permitido a la especie humana sobrevivir de cualquier evento o contingencia, en todas partes del planeta e inclusive en el espacio exterior, lo cual no ha logrado ninguna otra especie animal. En los albores de la civilizacion se inventaron instrumentos muy rudimentarios como cuchillos de hueso, piedra y obsidiana, probablemente imitando las garras de los depredadores. Mas tarde se fabricaron hachas, lanzas, cachiporras, etc. Lo que se considera una de las grandes innovaciones tecnologicas de la antiguedad fue el arco y la flecha, que dio una amplia ventaja competitiva a sus inventores.

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Los inventos y las innovaciones continuaron produciendose a lo largo de la historia, como es el caso del fundido de metales y la obtencion de aleaciones, siendo asi que se produce la transicion entre la edad de piedra a la del bronce. El principal catalizador de todos estos inventos fue y ha sido la guerra entre los diferentes pueblos que habitaban y habitan el planeta. En la actualidad, sigue vigente la necesidad inherente de inventar o innovar por el hombre, lo que trae como consecuencia la soberania de las naciones. Fuera del ambito belico, un invento que transformo en gran medida a la sociedad humana fue la imprenta ya que gracias a ella, el conocimiento, en forma de libros y material impreso, se difundio de manera general, lo que fomento el desarrollo de nuevos inventos. Las cuatro grandes revoluciones que ha conocido la humanidad son: La Revolucion agricola, gracias a la cual, el ser humano fue capaz de producir su propio alimento, dejando a un lado la caza y la recoleccion de frutas, verduras y semillas silvestres por lo qiie la agricultura produjo alimentos en abundancia. Es en esa epoca cuando surgen las grandes culturas, en las cuales ya existe la division del trabajo, las diferentes castas, los oficios y sobre todo, la religion tiene un gran auge. La Revolucion Industrial. En el siglo XVIII, en Inglaterra y Alemania, gracias al invento de la maquina de vapor, se produce un cambio tecnologico hacia la sociedad industrial como la conocemos actualmente. Durante esa etapa surgen muchas industrias, entre las que destacan, pulpa y papel, colorantes, textiles y la industria quimica entre otras. Por otro lado, abren sus puertas las grandes universidades europeas con objeto de dar mayor impulso a los desarrollos tecnologicos. Revolucion en la informatica, la cual surge apenas en los ultimos 50 anos con el desarrollo de maquinas para procesar informacion a muy alta velocidad. Lo anterior aunado a sistemas de comunicacion global mediante satelites artificiales que permiten a una persona comunicarse con otra, en cualquier lugar del planeta e inclusive desde el espacio exterior, en tiempo real. Gracias a esta revolucion, la informacion cientifica y tecnologica es accesible a cualquier individuo que cuente con los medios adecuados para ello.

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La Revolucion de la "Eco-innovacion". Varios autores han propuesto a la Ecoeficiencia como un objetivo o estrategia para la llamada "Ecologia Industrial". Claude Fusser, vicepresidente de Dow Chemical Company de Europa, en su libro, Eco-innovacion, senala a la Ecoeficiencia como el gran reto de la industria hoy en dia ya que representa la fuente mas fructifera en oportunidades para obtener grandes dividendos economicos a corto plazo. Segun el experto, esa rama de la tecnologia sera la revolucion industrial del futuro al igual que lo han sido la electronica, la informatica y las telecomunicaciones22~36. La gran mayoria de los inventos y las innovaciones tecnologicas se produjo de manera fortuita y con un gran esfuerzo por parte de los inventores, solo cabe recordar los 3000 experimentos que llevo a cabo Thomas Alva Edison y su equipo de tecnicos, antes de poder inventar el primer foco de resistencia incandescenten.Aqui es indispensable senalar que conforme avanza la ciencia y la tecnologia, el grado de dificultad para generar inventos e innovaciones tecnologicas tiende a ser mayor y ello se debe a que no todos los inventos son iguales. Segun el Profesor Altshuller, "padre" de la TRIZ; existen cinco niveles en el grado de dificultad para inventar o innovar, a continuacion se describe cada uno de esos niveles". Nivel 1: Tambien llamado "standard". Se refiere a una solucion simple de un problema tecnico que no requiere de una gran sofisticacion y que puede ser resuelto por cualquier persona cercana al problema. La solucion existe dentro de un area perfectamente definida de una profesion. Por ejemplo: Se enfrenta el problema de perdida de calor en una tuberia que conduce vapor, de una caldera a otro punto lejano. La solucion propuesta es aislar dicha tuberia mediante algun medio conocido como puede ser, fibra de vidrio, lana de roca o asbeston. De todos los problemas de innovacion tecnologica, este nivel representa el 32% de los casos11. Nivel 2: Se le define tambien como "mejora" y por lo tanto requiere de un pensamiento mas avanzado que el nivel anterior. El problema y su solucion se ubican dentro del entorno de una industria y se resuelve mediante conceptos y principios actuales, perfectamente definidos. Por ejemplo: En el proceso de soldado mediante arco electrico, existen areas que es muy dificil observar debido a lo pequeno del visor que tiene la mascara protectora. La solucion pro-

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puesta es instalar pequenos espejos, en la misma mascara, para asi tener un mayor angulo de vision y resolver el problema2.El presente nivel ocupa el 45% de todos los casos de innovacion tecnologica". Nivel 3: En este caso se habla de una verdadera "invencion" que resuelve un problema mas complejo que en los niveles anteriores. El problema y su solucion se circunscriben al area de una ciencia determinada, como la quimica, la fisica, la biologia, etc. El ejemplo de todos conocido, dentro de ese nivel, es el desarrollo de la transmision automatica en los automoviles, en lugar de la transmision estandard2. El 19% de los casos de innovacion tecnologica estan representados en este nivel". Nivel 4: En este caso se habla ya de un "cambio de paradigma" mediante el cual se crea todo un nuevo o sistema o proceso tecnologico. El problema se ubica dentro de un entorno de la ciencia y su solucion fuera de ese entorno. Por ejemplo, el desarrollo de materiales con "memoria termica" los cuales se deforman cuando se calientan pero vuelven a su estado inicial cuando se enfrian. Otro ejemplo son el desarrollo de materiales superconductores de la electricidad a temperaturas cercanas a las ambientales. A este nivel le corresponde el 4% de los problemas de innovacion tecnologica estudiados por el Profesor Altshullerl1. o

Nivel 5: Tambien llamado de "descubrimiento". Se refiere a una invencion pionera que crea todo un nuevo sistema o proceso. Tanto el problema como su solucion se encuentran fuera de los limites de la ciencia conocida en el momento. Para resolver el problema sera necesario hacer nuevos descubrimientos cientificos y en base a ellos resolver el problema. Los ejemplos mas conocidos son: el rayo LASER, las computadoras, los aviones, etc. Segun los estudios de Altshuller y otros expertos de la TRIZ, este es el nivel mas avanzado de innovacion tecnologica y corresponde al 0.3%del total1L 13 Y 14

Como puede comprobar cualquier inventor, cada dia es mucho mas dificil producir nuevos inventos, a menos de que se cuente con amplios recursos economicos y humanos para ello, debido a que los sistemas tradicionales de generacion de ideas tienen como base procesos menta-

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les que muchos psicologos consideran fortuitos y fuera del control del inventor. Se sugiere que el proceso mental creativo e innovador es meramente intuitivo y por lo tanto es distinto en cada individuo y por lo mismo no puede ser sistematizado. En otras palabras, el inventor "nace no se hace", segun la mayoria de los expertos en ese topico, sin embargo, en este libro se demuestra lo contrario. Actualmente y gracias a los libros y articulos del Profesor Genrich Altshuller, famoso ingeniero ruso, se ha demostrado que el proceso que genera invenciones e innovaciones tecnologicas se puede sistematizar de tal forma que cualquier persona puede convertirse en inventor mediante un metodo que ha llamado TIUZ, cuya breve historia se presenta en el siguiente capitulo.

Breve resumen historico de la teoria para resolver problemas inventivos y de innovacion tecnologica, TRIZ Hasta inicios de 1946 se pensaba que el proceso mental, que lleva a producir un invento o una innovacion tecnologica, era algo fortuito que dependia del estado mental del inventor. Aun en la actualidad (2004) pocas personas, incluyendo a los psicologos y estudiosos del proceso creativo e innovador, saben que existe un metodo sistematicopara producir inventos llamado TRIZ, acronimo, del idioma ruso, de las palabras: Teorija Rezhenija Izobretatelskih Zadach. La teoria surge gracias al trabajo del Profesor Genrich Saulovich Altshuller (1926-1998) en la antigua Union de Republicas Socialistas Sovieticas. El cientifico, trabajando en la oficina de patentes del departamento de la marina sovietica, se dio a la ardua tarea de estudiar los principios fundamentales en que se basaban miles de patentes que llegaban a el o que ya estaban en los archivos de esa oficina. Despues de varios anos descubre algo sorprendente, el 80% de las patentes parten de principios similares, es decir, que conociendo dichos principios se puede resolver el 80% de los problemas relacionados con la invencion de alguna cosa o el desarrollo de una innovacion tecnologica. En 1946 empieza a publicar sus resultados y para 1958 su teoria se extiende a muchas escuelas tecnicas e inclusive a las universidades. Es tal su entusiasmo por la TRIZ que comete el error de enviar una carta al primer ministro ruso, Joseph Stalin, senalando las graves deficiencias y el caos

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que imperaba en ese pais, en relacion a la innovacion tecnologica y la generacion de inventos. Dicha carta provoco que fuera encarcelado y sentenciado a 252nos en Siberia, donde le obligaban a trabajar 12 horas diarias, sin embargo no todo fue negativo para el cientifico, en el presidio conocio a muchos disidentes con altos grados academicos, con los cuales intercambio ideas y sobre todo aprendio lo mas posible, como el &smo lo senala en sus memorias, "asisti a una universidad de un solo alumno, Una vez que muere Stalin, Altshuller es liberado reintegrandose a sus estudios y a difundir la TRIZ. Publica varios libros, articulos cientificos, ofrece conferencias, seminarios y talleres sobre dicha tecnica. Es tal el grado de exito de la TRIZ en Rusia, que para 1970, se extiende a la mayoria de los paises nordicos, Bulgaria y Alemania, donde varias de sus obras se traducen al aleman. Con la caida de la Union Sovietica, muchos expertos en TRIZ rusos, emigran a otras naciones europeas, llevando sus conocimientos y formando empresas de consultoria. Finalmente, para 1991, arriban a los Estados Unidos de America varios de ellos, en especial el Profesor Lev A. Shulyak quien traduce al ingles varios libros de Altshuller y funda el "Altshuller Institutefor TRIZ Studies", en 1998. Mas tarde abre sus puertas el "Technical Innovation Center" con objeto de ofrecer cursos, seminarios, talleres, etc., sobre la TRIZ. Gracias a tales esfuerzos es que ya se ofrecen cursos sobre esa importante tecnica para la innovacion tecnologica en varias universidades de los Estados Unidos, siendo la Wayne State University, en Detroit, la primera en hacerlo. En el ambito empresarial, la TRIZ, ha tenido una gran utilidad, a continuacion se presentan solo algunas organizaciones y la forma en que han sido beneficiadas con dicha metodologia3'.

BMW.- Reducir el numero de partes de sus motores, al tiempo que se incrementa su potencia. DELPH1.- Desarrollo de frenos de ultima generacion. 1NTEL.- Agilizar el desarrollo de nuevos sistemas de produccion. NOK1A.- Mejorar sus telefonos celulares de tal manera que sean mas potentes.

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Breve resumen historico de la teoria para resolver.. .

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FERRAR1.- Mejorar componentes clave de sus motores. NESTLE.- Acelerar la produccion de chocolate con reduccion de costos. PROCTER & GAMBLE.- Optimizar procesos y productos a tal grado que ha incrementado hasta en un 200•‹/0 el numero de patentes que generan sus investigadores. B0SCH.- Generar innovaciones en sus componenteSautomotrices. SHELL.- Mejora en la prospeccion y refinacion de petroleo. TOY0TA.- Reducir partes de sus motores. Desgraciadamente,en Mexico y America Latina, se desconoce completamente esta importante herramienta para la invencion y la innovacion tecnologica. Solamente algunas contadas personas la conocen gracias a que de alguna manera han tenido acceso a la informacion correspondiente. Los autores de este libro la conocieron porque llevaron a cabo estudios de postgrado en lugares en donde la TRIZ ya era empleada, como es el caso de la Union de Republicas Socialistas Sovieticas, Canada y Australia. Aqui es necesario reconocer que TRIZ no es una de tantas teorias de moda que tarde o temprano sera desechada dado que ha demostrado su gran utilidad, en los ultimos 30 anos. Si bien es cierto que existen algunos metodos de generacion de ideas que aparentemente tratan de sistematizar el proceso inventivo, tambien es verdad que sufren de serias limitaciones, como se vera en el capitulo sexto.

Principios fundamentales de la TRIZ Entre los sistemas de innovacion tecnologica mas poderosos y sistematizados actuales, se encuentra el llamado "Metodo TRIZ". El metodo fue desarrollado en la antigua Union de Republicas Socialistas Sovieticaspor el doctor en ingenieria mecanica, Genrich Altshuller, como ya se menciono en el capitulo anterior, hace aproximadamente 40 anos, sin embargo, cuando se origino, fue considerada como informacion sin importancia por el gobierno sovietico y por lo tanto no fue tomada en cuenta sino hasta hace poco menos de 12 anos, principalmente en Europa y especificamente en los paises nordicos como Suecia, Dinamarca, Finlandia y Noruega. Mas tarde se difundio a Alemania, Francia e Inglaterra, llegando finalmente a Canada y los Estados Unidos de America. Se sabe que, hasta el ano 2004, es practicamente desconocida en America Latina. Por otro lado, una busqueda mediante INTERNET, solo reporta sitios, sobre esta tecnica, que se encuentran en los paises desarrollados senalados con anterioridad y ninguno en otras naciones de habla hispana. La literatura cientifica reporta que en los Estados Unidos de America, se cuenta con menos de 15 empresas que ofrecen servicios de consultoria y cursos sobre TRIZ, en julio 2004. A pesar de que la aplicacion de la TRIZ ha sido comprobada en los paises en los que se emplea exitosamente, son muy pocas las personas que realmente la conocen y utilizan cotidianamente. Solamente en los Estados Unidos de America, se estima que existen 54 expertos en ella". En Mexico, es practicamente desconocida, de hecho, el primer seminario-taller sobre TRIZ, fue organizado por el Instituto Tecnologico de Puebla, en mayo de 2004, mismo al que asistieron los autores de esta obra, y

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en el cual se fundo la "Asociacion Mexicana de TRIZ. Por otro lado, en el Instituto Tecnologico de Estudios Superiores de Monterrey, el Dr. Noel Leon Rovira, imparte cursos sobre esa metodologia, tanto en s u i Clases como a empresas del Norte del Pais, de manera esporadica. En Europa si ha tenido mucha aceptacion, existiendo incontables expertos e inclusive impartiendose cursos de TRIZ en algunas universidades inglesas y alemanas. Segun la TRIZ, el proceso creativo que lleva a la innovacion de sistemas tecnologicos, de ninguna manera es algo caprichoso, misterioso o azaroso, que depende de la psicologia de cada persona. En realidad es todo lo contrario, es decir, se trata de un sistema perfectamente estructurado y basado en una metodologia facil de enienar a cualquier individuo, con objeto de que enfrente problemas de innovacion tecnologica o produzca inventos, de una forma programada y exitosal1,I2y15. Por otro lado, esa importante herramienta, esta sustentada en que la gran mayoria de los problemas de inventiva o innovacion tecnologica ya han sido resueltos y que las soluciones aportadas se pueden clasificar y ordenar de forma en que es posible tener acceso a ellas de manera f%il-y rapida39. En terminos generales, la teoria consiste en descubrir las principales contradicciones en un problema de innovacion tecnologica o la n6cesidad de generar un invento, dichas contradicciones se dividen en: a) Contradicciones Tecnicas que son las que involucran a dos elementos de un sistema tecnologico.

b) Contradicciones Fisicas que corresponden a una sola parte del sistema tecnologico. Los principios fundamentales para determinar y eliminar las concadicciones mencionadas se estudiara mas adelante, en el capitulo 8.

La "Evolucion de los sistemas tecnologicos", es la siguiente gran contribucion de Altshuller a la innovacion tecnologica, al senalar que todo sistema tecnologico sufre una serie de transfo~macionesdesde-su etapa de primera concepcion hasta su nivel de obsolescencia o senectud, en la cual es superado por otro sistema tecnologico mas avanzado y por lo tanto de mayor eficiencia de funcionamiento o nivel de "idealidad.

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Principios fundamentales de la TRIZ

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Mas tarde, el experto propone 39 parametros o caracteristicas de cualquier sistema tecnologico asi como, su aportacion mas importante, los 40 principios para inventar o innovar, mismos que son la base de la matriz de contradiccion y que se abordaran en el capitulo 9. Estos principios fueron obtenidos despues de muchos anos de estudio y de analisis de miles de patentes, en la antigua Union Sovietica. Mas tarde, todos esos principios han sido confirmados, por otros investigadores en todo el mundo", 12y 15. El esquema general que aporto el Profesor Altshuller para resolver un problema particular de inventiva o innovacion tecnologica, se presenta en la figura 5.1.

DEFINIR LA CONTRADICCION QUE DEBE ELIMINARSE

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ANALISIS DE MILES DE PATENTES

PROBLEMAS SIMILARES (40 PRINCIPIOS)

PROBLEMA PLANTEADO

Fig. 5.1. Esquema general de la metodologia de la TRIZ, para resolver un problema especifico de inventiva o innovacion tecnologica, en base a soluci0nes genericas encontradas en miles de patentes.

Metodos convencionales para inventar o innovar

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La necesidad constante del hombre por inventar artefactos o mejorar los que tiene, ha llevado a que se desarrollen una serie de sistemas para tratar de hacer mas eficiente y rapido el proceso. Todos los metodos actuales, con excepcion de la TRIZ, consideran al proceso creativo e innovador como algo intuitivo, de dificil definicion y que se desarrolla en algunos individuos mas que en otros, por lo cual no es posible sistematizarlo. El primer metodo para producir un artefacto util al hombre fue sin duda la observacion y reflexion del entorno, aprovechando sus recursos. Es asi que se inventa la macana o cachiporra, a partir de un simple pedazo de madera, inclusive algunos monos las usan. Mas tarde, cuando algun hombre o prehumano encuentra los restos de algun felino, toma sus garras y las usa para desgarrar algun objeto blando como puede ser la carne. Conforme pasa el tiempo, los huesos de animales se empiezan a pulir para obtener los primeros cuchillos. Con el descubrimiento de la obsidiana, el uso de esos artefactos cortantes se generaliza, incluyendo las primeras hachas de obsidiana o de piedra. Con lo anterior, ese metodo alcanzo sus limites de maximo desarrollo ya que para la obtencion de metales fue necesario un sistema mas avanzado. Metodo de "tanteos" o iterativo:

A medida que el metodo de observacion y reflexion agota su potencial para generar inventos, surge el llamado metodo iterativo o de "tanteos", es decir, se tiene una idea para resolver un problema y se lleva a la practica, si no da resultado se genera otra probable solucion y

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asi sucesivamente, regresando siempre al punto de partida. La suerte juega un papel muy importante en ese sistema y un invento o innovacion tecnologica puede generarse en horas, dias, meses o anos; sin saber en realidad cuando. Ejemplo tipico del metodo son los 3000 "tanteos" o pruebas que llevo a cabo Edison antes de lograr el primer foco con un filamento incandescente. Altshuller ilustra ese proceso en la siguiente figura.

Fig. 6.1. Metodo de iteraciones para encontrar la solucion a un problema. Los numeros representan una iteracion.

Como puede observarse, de la figura anterior, para resolver un problema, no existe ningun tipo de metodologia para llegar a la solucion, de hecho, si se logra encontrar es de una manera fortuita, muy similar a descubrir "una aguja en un pajar". Segun Altshuller, con este metodo, es muy dificil resolver problemas inventivos de los niveles 3,4 o 5 en la escala de dificultad, ya vista en el capitulo 3. Metodo del pensamiento lateral:

El "pensamiento lateral" fue propuesto, por primera vez, por el Profesor Edward DeBono, en Inglaterra. Se basa en observar un problema desde diferentes puntos de vista como el conocido ejemplo de un vaso con agua, el cual puede estar medio lleno o medio vacio. En el proceso inventivo o de innovacion tecnologica tiene una aplicacion muy restringida, y solo es util en los niveles 1 y 2 de grado de dificultad, siendo comparable a la tormenta de ideas".

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Metodo Heuristico: En vista de las grandes limitaciones que presentan los metodos anteriores para generar inventos o innovaciones tecnologicas significativas, es que surge el llamado "Metodo Heuristico", aparece por vez primera en los trabajos de algunos matematicos griegos, en la ciudad de Alejandrial1.La heuristica trata de explicar las complejas reglas que rigen al proceso creativo e innovador, mediante la observacion de un gran numero de individuos considerados altamente creativos. El resultado es que, despues de varios siglos, la heuristica no ha producido realmente un cambio significativoni mucho menos sistematico para generar inventos o innovaciones de ningun tipo. Lo que han pretendido observar los especialistas en esa ciencia, son procesos mentales internos de los individuos, lo cual solo ha llevado a la frustracion y el fracaso". Metodo de la "Tormenta de ideas": En 1953Alex Osborn, en los Estados Unidos de America, propone un nuevo sistema para la solucion de problemas, dentro del entorno empresarial. Lo llama "Brainstoming" que traducido al espanol es: "Tormenta de ideas". El metodo propone una serie de etapas y condiciones que a continuacion se describen: Ce integra un grupo de entre 8 y 10 participantes, tanto los relacio-

nados directamente con el problema a resolver como personas familiarizadas con la "tormenta de ideas" y el analisis de las propuestas. Las sesiones tienen una duracion de entre 45 y 60 minutos, con descansos de 10 minutos. El objetivo principal del proceso es generar el mayor numero de ideas por descabelladas que sean y no se permite ningun tipo de critica, en esta etapa, el analisis se hace mas tarde. Se recomiendan las modificaciones, combinaciones o mejora a las ideas generadas, es decir, una vez que surge una idea, se parte de ella para obtener otra. Durante el analisis de las ideas todas se deben considerar con seriedad, aun las mas absurdas.

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A primera vista, el metodo puede parecer muy prometedor, de hecho ha tenido algo de exito en el area de la mercadotecnia de bienes y servicios, sin embargo, para la generacion de inventos o innovaciones tecnologicas su aportacion ha sido muy pobre, debido a la siguiente razon. Dado que el mecanismo principal de la "tormenta de ideas" es retomar una idea y partiendo de ella, generar otra, muy a menudo eso provoca que se tome el rumbo equivocado para llegar a la solucion. Altshuller ilustra esto mediante la siguiente figura".

Fig. 6.2. Etapas tipicas que se producen durante una sesion de "tormenta de ideas" para llegar a la solucion de un problema.

Como puede apreciarse en la figura 6.2, en la etapa 4, la solucion al problema ya casi se alcanzaba, sin embargo, el participante que inicia con esa idea y aporta otra nueva, aleja de la solucion, terminado en el punto 5. De hecho, este sistema dificilmente puede generar soluciones a problemas que se encuentren mas alla del nivel 3 en el grado de dificultad ya visto.

Metodo del analisis morfologico: Este metodo, aparentemente poderoso para producir invenciones fue desarrollado por los profesores F. Zwick y M. S. Allen, en los anos cuarenta. El sistema se basa en que una vez planteado el problema, este se divide en funciones especificas, con lo que es posible construir una serie de matrices para generar multiples combinacionesy permutaciones.

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Desgraciadamente, a medida que se tienen mas funciones, las posibilidades de llegar a una solucion adecuada disminuyen de manera geom&trica,siendo esta su limitante fundamental.Para entender el metodo se propone el siguiente ejemplo: Es necesario construir un vehiculo individual de transporte urbano. Las funciones propuestas son3:

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Funcion energetica que se refiere al tipo de combustible a emplear, el cual puede ser: gasolina, diesel, hidrogeno, gas licuado del petroleo, electricidad de una termoelectrica, aire o celdas solares fotovoltaicas.

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Funcion contacto con el suelo, que pueden ser: ruedas, rieles, esquies o suspension de aire.

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Funcion ambiental, la cual se refiere a los impactos en: aire, suelo y/o agua.

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Funcion de reciclado del vehiculo al final de su vida util que puede ser: 100% desechable, 50% reciclable o mas de 75% reciclable. Solamente con las funciones propuestas se han generado: 252 alternativas. Si ademas se incluyen el tipo de llantas (anchas, angostas, convencionales, radiales), el tipo de bateria, etc., facilmente se puede apreciar que el numero de alternativas es estratosferico, lo que le resta utilidad a este metodo. Metodo de la Sinectica: -. El sistema para generar ideas creativas e innovadoras denominado "Sinectica"' fue desarrolladopor William F. Gordon. El metodo consiste en buscar algun tipo de relacion entre dos o varias cosas que aparentemente no la tienen, tambien es volver conocido lo extrano y extrano lo conocido. Segun Gordon, la Sinectica promueve el componente emocional e es mas importante que el intelectual y el racional, en la generacion de ideas creativas y novedosas. Aqui es necesario aclarar que el investi-

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La Sinectica tiene su origen en el griego y sigfinica "union" de dos elementos distintos I y aparentemente irrelevantes.

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gador se refiere a las etapas del proceso creativo que algunos psicologos denominan "incubacion de las ideas", y de "iluminacion o Eureka", es decir, los momentos en los que la solucion empieza a tomar forma, culminando con el famoso "chispazo" del genio. Las principales reglas para una sesion de Sinectica sonI6. Se sugiere que el grupo sea multidisciplinario, por ejemplo: un biologo, un musico, un psicologo, un matematico, un pintor, un hombre de negocios, un administrador, un ingeniero, etc. El numero de participantes puede fluctuar entre 8 y 10 personas. El tiempo para cada sesion es de entre 40 y 60 minutos, con des&sos de 10 minutos. Los participantes deben de estar de acuerdo en trabajar sobre bases mas o menos irracionales. Se entiende que las soluciones al problema propuesto deben ser racionales aunque el proceso para encontrarlas no lo sea. Se acepta cualquier tipo de idea por ilogica y descabellada que sea. No se hace juicio. inmediato de las ideas generadas. Cada participante escribe el problema como lo entiende y de ser posible en varias formas. Se aconseja la personificacion y antropomorfizacion del problema y su solucion como por ejemplo: me sentiria si yo fuera esto?", se sentiria eso si fuera un ser humano?", etc. Se recomienda el empleo de analogias, en especial provenientes de la biologia. Lo anterior debido a que el lenguaje de esa ciencia no tiene terminologia rebuscada y el aspecto organico de ella proporciona analogias que dan vida a problemas rigidamente cuantitativos. La unica manera de entender una sesion de Sinectica es mediante un ejemplo". Una empresa petrolera tiene el siguiente problema: determinar la cantidad de petroleo que existe en un deposito muy profundo de roca?

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Planteamiento del problema por el experto: "En los pozos petroleros que se estan perforando existe un problema muy serio para lograr que las muestras de roca sean representativas de las condiciones a grandes profundidades. El mejor metodo es hacer descender un "sacabocados", dentro del tubo de perforacion, y cortar un trozo de roca que contenga petroleo. El problema surge a medida que se extrae dicha roca, la cual se encuentra sometida a presiones del orden de 200 Kg./cmZ,en el fondo del deposito. Conforme sube la muestra, la presion disminuye mucho, eso, sumado al contacto con el lodo, provoca que se pierda gran cantidad de petroleo de la roca original, por lo que al llegar esta a la superficie no representa la cantidad real de petroleo en la roca original. Si se tuvieran datos exactos sobre la verdadera cantidad de petroleo, en la roca original, se podrian calcular mucho mejor las reservas y obtener datos mas exactos sobre los porcentajes de recuperacion. Para nuestra empresa eso seria muy uti1". Replanteamiento del problema por uno de los participantes en la sesion de Sinectica: "iComo hacer para que el petroleo nos "diga" que tan

concentrado se encuentra en la roca original de las profundidades?". Ahora empieza la sesion y sigue una serie de preguntas y respuestas que no llevan a ningun lado, eso dura aproximadamente 15 minutos. De pronto Dick, uno de los participantes, dice: "Se me ocurre algo. Si

u n gato se encuentra apachurrado, como el petroleo, se pone furioso". Moderador: "Quieres decir que podriamos amontonar el petroleo un poco, de alguna manera, y entonces gritaria y nos diria como esta de apretado". Tom: "creo que tengo un punto de vista". Moderador: "i Vas a seguir con la idea de Dick? ". Tom: "Bueno, no, mi idea es distinta". Moderador: "Por favor anotala, volveremos con tu idea mas adelante. i Hay alguna manera en que podamos enfurecer a ese petroleo para que.......?" Bob: (el experto en exploracion petrolera): "Si, quitandole la presion podriamos decir que se "enfurece", hierve, se vaporiza, etc., sin embargo no deseamos eso, lo queremos" tranquilo", ese es el estado que requerimos para saber cual es su concentracion en la roca original. Preferimos "hablar" con el cuando no este "enfurecido", por que entonces es cuando tiene la concentracion que buscamos. Tiene la esencia del gato, uno no quiere "hablar" con un gato cuando esta furioso".

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Moderador: "Como podemos "calmar" al petroleo?" Harry: "Se le "acaricia" igual que a un gato y se calma, puede ser que hasta ronronee. Acariciemos ese petroleo". Bob: "Si, hay que "acariciar" a ese petroleo" Bob (suavemente como hablando para si mismo dice): "Hay que

"apaciguarlo", enfi-iarlo". Moderador: "Si quieres, lo podemos hasta congelar. Bombeamos ese liquido; jcual es su nombre?". Bob (muy agitado): "jNitrogeno! Por Dios, tal vez esa sea la clave. Bom-

beamos Nitrogeno liquido y conseguimos congelar el petroleo en la roca "madre" y asi podemos subir la mezcla sin que se pierda el maldito petroleo". Moderador: "Te seguimos". Bob (un poco mas calmado): "Si congelamos el petroleo, el agua que contiene, los gases y la roca, mediante el Nitrogeno, todo va a quedarfijo como esta y no le afectara en nada subirlo a la superficie". Harry: "Caramelo petrificado". Como conclusion se llego a una solucion que actualmente emplean muchas companias petroleras, para determinar las concentraciones de petroleo en los niveles profundos de los yacimientos. Toda la sesion en la que se resolvio el problema tomo menos de 45 minutos. Segun algunos expertos, en extraccion de petroleo, sin esa sesion de Sinectica y en condiciones tradicionales, con el uso del metodo iterativo o de "tanteos", la solucion se hubiera obtenido en varios meses.

CegunAltshuller y otros expertos, la Sinectica es el metodo inventivo mas poderoso que se ha desarrollado con excepcion de la TRIZ, sin embargo tiene sus limitaciones, entre la mas importante esta que no toma en cuenta las leyes objetivas de la evolucion de los sistemas tecnologicos y solamente es efectiva en los primeros tres niveles de complejidad de invencion o innovacion tecnologica ". Todos los metodos antes descritos no cuentan con un algoritmo definido que combine los multiples parametros de la TRIZ y por lo tan-

Principios basicos de la evolucion de los sistemas tecnologicos Antes de entrar en el topico principal del presente capitulo, es indispensable definir lo que se entiende por "Sistema Tecnologico" dentro de la TRIZ, para asi evitar conceptos erroneos. Segun Altshuller "cualquier cosa que se emplea para llevar a cabo alguna tarea espec$ca, es u n "Sistema Tecnologico"; por ejemplo: u n automovil, una computadora, u n refvigerador, una licuadora, u n cuchillo e inclusive u n 1apiz"l5. Por otro lado, un sistema tecnologico esta integrado por "subsistemas tecnologicos", por ejemplo: un automovil tiene como subsistemas los siguientes: motor, mecanismo de frenado, sistema electrico, etc., los cuales, tomabos de manera individual, son tambien sistemas tecnologicos que contienen otros sub sistema^'^. Existen tambien, en esa misma jerarquia, los "Super Sistemas Tecnologicos" formados por varios sistemas tecnologicos, por ejemplo: una fabrica de automovileses un supersistema basado en subsistemascomo son: cada una de las maquinas para fabricar las partes que integran a los

vehiculo^'^. Dentro de los sistemas tecnologicos existe un nivel de subordinacion, por ejemplo: un foco, de las luces direccionales de un automovil, esta subordinado al sistema electrico del vehiculo sin el cual no podria funcionar adecuadamente. A su vez, el automovil se encuentra subordi-

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nado a otros sistemas tecnologicos como son: las fabricas de automoviles, las carreteras, las gasolineras, los talleres de servicio, etc. Entender las definiciones anteriores es de suma importancia en la generacion de inventos o innovaciones tecnologicas, como se comprobara en algunos de los casos de estudio, en el capitulo correspondiente. Ahora ya se puede pasar a estudiar las leyes basicas en la evolucion de los sistemas tecnologicos, segun Altshuller. ~rirlie'raley, tambien llamada "Ley integradora de las partes de un sistema tecnologico": Este principio se refiere a la union de partes (subsistemas)en un solo sistema en que se reunen con objeto de realizar alguna tarea determinada. Las cuatro partes a que se refiere dicha ley son: "Motor": Es el subsistema que se encarga de transformar algun tipo de energia en movimiento para que el resto del sistema funcione adecuadamente. "Organo de Transmision". Subsistema mediante el cual se transmite la energia, del "motor" a un "organo de trabajo". "Organo de trabajo". Es el subsistema que lleva a cabo, directamente, el fin para el cual fue disenado el sistema tecnologico. "Organo de control". Es el equivalente al "cerebro" del sistema tecnologico que se encarga de controlarlo para que lleve a cabo el fin deseado de una forma adecuada. El ejemplo mas representativo de todo lo anterior es un automovil, en el cual el "motor" transforma la energia concentrada en algun combustible (diesel, gasolina, gas licuado del petroleo, Hidrogeno, etc.) en energia mecanica, que a su vez es transmitida, mediante la transmision del vehiculo a las ruedas ("organo de trabajo"), siendo todo el sistema electronico el "organo de control". Segunda ley, la cual se refiere a la transmision de energia en un sistema e indica que todos los sistemas tecnologicos evolucionan, mejorandose, en relacion a la conduccion de la energia, del motor al "organo de trabajo". Dicha transmision de energia puede darse mediante algun mecanismo como puede ser: una banda, una flecha, engranes, etc. Tambien por medio de un campo que puede ser: magnetico, termico, electri-

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co, etc. y finalmente, empleando algun tipo de sustancia como agua (vapor), Sodio liquido, etc. Tercera ley, tambien llamada de "armonizacion de ritmos" e indica que: "un sistema tecnologico evoluciona al aumentar la armonia entre los cua-

tro organos de trabajo que lo integran, lo cual incluye, la armonia de movimiento, defrecuencias, de vibraciones y ritmos en general del sistema tecnologico"ls. Esta ley se puede entender mejor con el siguiente ejemplo: En el motor de un automovil, el movimiento de los pistones es- perfectamente sincronizado con el movimiento de la leva y esta con el sistema de transmision a las ruedas, de no ser asi, el vehiculo funciona de manera deficiente o simplemente no se moveria. Cuarta ley o de "idealidad creciente". En este caso se tiene una de las leyes mas importantes de la TIUZ. "Idealidad" se entiende como la evolucion que sufren los sistemas tecnologieos hacia su mejor-desempeno o la llamada "mejora continua" y la cual se puede determinar matematicamente con la relacion siguiente", 1 2 Y 15: 1 = CED/(CEI + CC)

Donde: 1 = Sistema tecnologico Ideal. CED = Sumatoria de los efectos deseados. CEI = Sumatoria de los efectos indeseados. CC = Sumatoria de los costos del sistema tecnologico. Entre los efectos deseados de un sistema tecnologico se pueden encontrar:velocidad para llevar a cabo una tarea determinada, alto aprovechamiento de la energia, bajo indice de contaminacion y de ruido, operacion segura, etc. Por otro lado, entre los efectos indeseados se encuentran los que son contrarios a los anteriores como: baja velocidad para llevar a cabo cierta tarea, alto consumo de energia, altos indices de contaminacion y de ruido tanto en ambiente laboral como perimetral, operacion peligrosa y de riesgo, etc. Finalmente, el costo del sistema tecnologico se considera un aspecto negativo dado que es necesario invertir recursos monetarios para ad-

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quirirlo o construirlo y claro que el ideal seria contar con un sistema tecnologico que no costara absolutamente nada, no ocupara espacio, no provocara impactos ambientales, no requiriera energia y que llevara a cabo la tarea deseada. A el se le consideraria el sistema ideal y es al que se tiende pero que en realidad nunca se alcanza". Quinta ley, la cual se relaciona al desarrollo defasado de los subsistemas de los sistemas tecnologicos. A medida que un sistema tecnologico es mas complicado, existe mayor grado de defasamiento en la &olucion de los subsistemas que lo integran. Por ejemplo: En los grand& barcos de carga, los cuales tienen un alto grado de subsistemas tecnologicos de vanguardia, su sistema de frenado no ha evolucionado en los ultimos 50 anos lo que ha provocado un gran numero de accidentes2. Sexta ley o de "transicion a un supersistema tecnologico". Este principio se refiere a que cuando un sistema tecnologico llega a su maximo nivel de desarrollo o de utilidad, puede estar sujeto a un "salto" tecnologico que lo convierta en un subsistema de un sistema de mayor jerarquia que el. Como ejemplo, Kaplan recuerda el invento del Profe~or Altshuller al disenar un nuevo traje de proteccion termica para los bomberos que combaten los incendios en las minas de Carbon. Durante un concurso para disenar un traje para los fines senalados anteriormente, entre las caracteristicas del nuevo diseno se encontraban que el equipo protector deberia de resistir una temperatura externa de 100 "C,por lo menos durante dos horas al tiempo que mantenia la temperatura del usuario a 21 'C. Su peso se limitaba a menos de 12 Kg., contando con un sistema autonomo de respiracion2. Los sistemasconvencionales de aquella epoca eran muy pesados y constaban de un sistema de enfriamiento y otro de respiracion independientes uno del otro. Ademas, no eran capaces de mantener la temperatura del usuario dentro de los limites senalados y mucho menos por dos horas, se hacia indispensable un nuevo equipo de proteccion. El sistema disenado por el Profesor Altshuller y que gano el pri. mer premio, fue un traje de asbestos, en el cual se integraba, en un solo sistema tecnologico, el enfriamiento y el Oxigeno para el usuario. El equipo contenia un cilindro, a prueba de fuego y muy resistente, que contenia Oxigeno liquido. Este elemento, para pasar al estado gaseosos,

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que es como lo requiere el usuario, debe calentarse, tomando el calor del ambiente que rodea al bombero y asi mantiene su temperatura dentro de los limites senalados, durante mas de dos horas. El peso total del equipo fue de 10 Kg y una ventaja adicional, no contemplada, cuando se diseno el traje, fue que, conformese consume el Oxigeno, el peso del equipo disminuye1'. Un sistema tecnologico (el aparato de respiracion) ahora se ha convertido en un subsistema de todo el supersistema2. Septima ley o de "transicion" de un sistema tecnologico "macro" a otro "micro". Ejemplos de este principio abundan como es el caso de los microprocesadores en las computadoras y el surgimiento de la nanotecnologia2. Octava ley, tambien llamada de "incremento dinamico" ("dynamization"). En este caso se trata de aumentar el grado de movilidad de alguna de las partes de un sistema tecnologico con objeto de hacerlo mas flexible y adaptable a los requerimientos para los cuales fue disenado, tal es el caso del tren de aterrizaje retractil de la mayoria de los aviones modernos. Otro ejemplo son las alas moviles, en los aeroplanos de combate, que cambian el angulo de ataque de acuerdo a las necesidades del vuelo15. Adicionalmente a las 8 leyes anteriores principales, Altshuller ha propuesto otras dos complementarias: Novena ley o de "mayor interaccion" entre unalsustancia y un campo, en un sistenia tecnologico. El campo puede ser magnetico, electrico, termico, gravitacional, etc. Kaplan aporta el siguiente ejemplo a este principio: En un proceso industrial para producir un polimero especifico (plastico)es indispensable determinar la velocidad de polimerizado (endurecimiento)y asi mantener la calidad deseada. La velocidad requerida es muy dificil de determinar por los metodos convencionales ya que es necesario hacerlo a medida que endurece el producto y cualquier instrumento de medicion directa quedaria atrapado dentro del plastico endurecido. Al aplicar la novena ley se resuelve la situacion adicionando una pequena cantidad de limaduras de Fierro a la mezcla en el momento de su preparacion. A medida que empieza a polimerizar, se aplica un campo magnetico oscilante que mueve vigorosamente las particulas del metal. Conforme se endurece el producto, el grado de movilidad disminuye hasta el punto en que desaparece (la movilidad

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se mide como permeabilidad magnetica de la mezcla). De esa manera se determina la velocidad de polimerizacion. Es tan pequena la canti dad de particulas metalicas, dentro de plastico, que en nada afectan su Decima ley o de "inercia psicologica "2. Este principio es muy comun pero poca gente lo reconoce y se refiere a que el ser humano, en general, es muy refractario al cambio y por lo tanto le esbastante dificil inventar algo novedosos, si hacerlo significa cambiar los viejos moldes tradicionales. Ejemplos a ese respecto abundan, como los siguientes:

A la bicicleta tradicional, se le adapto un pequeno motor para reducir el esfuerzo del ciclista, convirtiendola en una "bicimoto" pero que todavia requeria de un pequeno esfuerzo por parte del usuario. Con el tiempo, se aumento la potencia del motor y es asi que surge la actual "motocicleta" que ya elimina por completo el esfuerzo del motociclista. Desde el primer momento se pudo haber "saltado" de la bicicleta tradicional a la motocicleta sin tener que pasar por la bicimoto, sin embargo, el bloqueo psicologico, de aquella epoca no lo permitio. Otro ejemplo, que aun en nuestros dias permanece, es el asiento de las bicicletas, que no es otra cosa que una "silla de montar" en miniatura, bastante incomoda. A la fecha se han presentado en muchos paises, disenos de asientos mucho mas comodos y funcionales, sin embargo los ciclistas los han rechazado por no considerarlos apropiados. Finalmente, Kaplan ofrece el ejemplo de la evolucion de las embarcaciones en donde es perfectamente claro el bloqueo psicologico. En un principio se tenia la lancha de remos tradicional, con el paso del tiempo se evoluciona a la lancha de remos ayudada con una vela, mas tarde a la vela ayudada con remos, despues surge la maquina de vapor y se desarrolla el buque con motor pero conservando las velas hasta que finalmente se tiene el barco moderno con motor unicamente2. Antes de continuar, es indispensable aclarar que en la evolucion de los sistemas tecnologicos se requiere del avance cientifico para descubrir nuevas leyes y principios, sin los cuales la evolucion es imposible, por ejemplo. Retomando el ejemplo del barco de vapor, sin el invento, por James Watt, de la maquina de vapor, esos buques nunca hubieran existido. De la misma forma, sin el invento del rayo LASER,

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los modernos sistemas de lectura en los discos compactos serian impensables. Etapas en la evolucion de los sistemas tecnologicos. Ademas de las leyes de la evolucion de los sistemas tecnologicos, se tienen, por otra parte, las llamadas "etapas de la evolucion de los sistemas tecnologicos", las cuales se refieren a los cambios que sufren estos sistemas a lo largo de toda su vida util y que es muy parecido a lo que sucede con los seres vivos, es decir, pasan por: Infancia: Es la etapa en la que nacen los sistemas tecnologicos, siendo muy ineficientes y bastante alejados de la "solucion ideal" de la cuarta ley, ya vista. Por ejemplo, el primer automovil que salio de la linea de produccion del Sr. Henry Ford era muy ruidoso, pesado, contaminante y poco eficiente en el uso de combustible, sin embargo fue un gran cambio de los carruajes tirados por caballos. Crecimiento acelerado: A medida que transcurre el tiempo, el sistema tecnologico va siendo mejorado, de acuerdo a los descubrimientos en ciencia y tecnologia, incrementando. En el ejemplo del automovil claramente se puede ver que se hizo mas eficiente en el uso del combustible, mas ligero por el desarrollo de los plasticos y el aluminio, mas veloz, menos ruiposo, etc. Madurez: Es la etapa en la cual se kitabiliza el sistema tecnologico, es decir que se hace mucho mas dificil mejorarlo y tales mejoras son relativamente insignificantes. En el caso del coche, actualmente (ano 2004), ya es muy poco lo que se le puede mejorar y si se comparan los modelos de los ultimos 5 anos, los cambios han sido solamente de caracter estetico o de comodidad, no hay ya cambios sustanciaies en los subsistemas. Vejez: Aqui es cuando el sistema tecnologico ha llegado al final de su vida util u obsolescencia, al no poder ser mejorado de manera significativa. En el caso del coche actual, se observa la tendencia hacia automoviles hibridos (gasolina y electricidad), de celdas solares, que utilicen Hidrogeno, etc., mismos que seran los vehiculos del futuro.

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Un ejemplo que resume todo lo anterior es el clasico pedazo de Carbon mineral, empleado en la antiguedad para escribir, el cual evoluciona y se convierte en un lapiz de madera, mas tarde surge el lapicero o portaminas mecanico. Ya muchas personas no usan esos lapiceros y prefieren escribir electronicamente. Finalmente, el Profesor Alshuller propuso que los sistemas tecno15: (Aclalogicos tienen los siguientes 39 parametros o caracteri~ticas~~y racion: Las siguientes definiciones son las que propone el Profesor Altshuller para la aplicacion de su matriz de contradiccion y no necesariamente son las definiciones tradicionales de la ciencia y la tecnologia. Su objetivo es contar con un lenguaje comun al aplicar la TRIZ en innovacion tecnologica). Peso del objeto movil: Masa del objeto en movimiento, sujeto a un campo gravitacional o fuerza que el mismo objeto ejerce sobre'los puntos que lo soportan o suspenden. Peso del objeto estacionario: Masa del objeto estatico en un campo gravitacional o fuerza que el mismo objeto ejerce sobre sus puntos que lo soportan o suspenden. Longitud del objeto movil: Cualquiera de las dimensiones lineales de un objeto en movimiento, no necesariamente su longitud. Longitud del objeto estacionario: Lo mismo que el numeral 3pero de un objeto estatico. Area del objeto en movimiento: &ea o parte de la superficie que ocupa un objeto en movimiento, ya sea interna o externa. h e a del objeto estacionario:Lo mismo que el numeral 5 pero de un objeto estatico. Volumen del objeto en movimiento:Espacio volumetrico que ocupa un objeto cuando se desplaza de un punto a otro. Volumen del objeto estacionario: Lo mismo que el numeral anterior pero de un objeto estatico. Velocidad: Velocidad de un objeto. Tambien: Velocidad a que se lleva a cabo un proceso o cualquier tipo de accion que involucra a un sistema tecnologico.

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Fuerza: En TRIZ, se refiere a la fuerza que requiere un objeto para cambiar su posicion de un punto a otro. Esfuerzo o presion: Es la fuerza por unidad de area o la tension, aplicada a un objeto o la que el objeto ejerce sobre su entorno. Forma: Contorno externo de un objeto o apariencia de un sistema tecnologico.

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Estabilidad de la composicion del objeto: Integridad del objeto o sistema. Relacion entre los distintos constituyentes de un objeto. Un incremento en la entropia (desorden) del objeto o del sistema, ' representa una perdida de estabilidad. Resistencia: Capacidad de un objeto a resistir un cambio en respuesta a una fuerza aplicada. Tambien, resistencia a la ruptura. Duracion de una accion del objeto movil: Tiempo en el cual un objeto puede llevar a cabo una accion o vida util de un objeto. Duracion de una accion de un objeto estacionario: Lo mismo que en el numeral 15, pero de un objeto estatico. Temperatura:Condicion termica de un objeto o sistema tecnologico, lo cual puede incluir su capacidad calorifica. Brillantez: Cualidad luminica de un objeto o sistema dado en fluxes por unidad de area. Uso energetico del objeto en movimiento: Energia requerida, por el objeto, en movimiento, para llevar a cabo una accion determinada. Tambien, capacidad para llevar a cabo un trabajo determinado. Uso energetico del objeto estacionario:Lo mismo que el numeral 19 pero para un objeto estatico. Potencia: Gradiente del uso de energia. Tambien, tiempo en el que se lleva a cabo un trabajo. Perdida de energia: Energia disipada que no contribuye directamente al trabajo requerido. Perdida de materia: Perdida parcial o total, de manera temporal 0 permanente, de materia del sistema o de los subsistemas del mismo.

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Perdida de informacion: Lo mismo que el numeral anterior pero referida a la informacion del sistema lo cual incluye textura, olor, color, etc. Perdida de tiempo: Lapso de tiempo que se pierde al llevar a cabo una accion por el objeto o el sistema tecnologico. Reducir la perdida de tiempo es una caracteristica deseable de un sistema. Cantidad de sustancia o de materia: Cantidad de sustancia que contiene un objeto, un sistema o los subsistemas que lo integran y que puede cambiar totalmente de manera temporal o definitiva. Confiabilidad: Seguridad de la habilidad que tiene un sistema para llevar a cabo la funcion para la cual fue disenado, en una forma optima. Precision en la medida: Certidumbre con la que es posible medir el valor o caracteristica,de un parametro, en un sistema tecnologico. Precision en la manufactura: Grado de exactitud mediante el cual se puede fabricar un objeto en relacion a las especificaciones requeridas de sus componentes. Dano externo que afecta a un objeto: Susceptibilidad de un sistema a danos inflingidos desde el exterior. Danos generados por el propio objeto: Danos producidos durante la operacion de un objeto, un sistema o los subsistemas que lo integran. Manufacturabilidad o facilidad para la fabricacion:Facilidad con la que se puede producir un objeto o un sistema tecnologico. Facilidad de operacion: Simplicidad en la operacion de un objeto o un sistema. Entre menos componentes o etapas tiene un objeto o un proceso, es de mas facil operacion. Facilidad de reparacion: Cualidad que tiene un objeto, o un sistema de ser reparado de una forma rapida y sencilla. Adaptabilidad: Flexibilidad con que un objeto o un sistema puede responder a cambios externos. Tambien, capacidad que tiene un

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objeto o un sistema para ser empleado en varias tareas y en diferentes circunstancias. Complejidad del objeto: Diversidad de elementos que se relacionan entre si, durante la operacion de un objeto. La dificultad para operar un objeto es su grado de complejidad. Complejidad de control: Grado de dificultad con que se puede controlar la operacion de un objeto o un sistema, debido a la complejidad e interrelacion de sus componentes. Nivel de automatizacion: Capacidad para que un objeto o un sistema tecnologico lleve a cabo la funcion para la cual fue disenado sin la intervencion humana. El nivel mas bajo de automatizacion sera el de un objeto operado manualmente, siendo el nivel maximo de operacion aquel en el cual el objeto o sistema funciona independientemente del ser humano, monitoreando su propia operacion.

Capacidadlproductividad: Numero de funciones o de operaciones que un objeto o un sistema lleva a cabo por unidad de tiempo. Tambien, la produccion por unidad de tiempo o el costo por unidad de tiempo.

La aplicacion de estos parametros o caracteristicas de los sistemas en la matriz de contradiccion del Profesor Altshuller, se ntendera mucho mejor en los casos de estudio que se cubriran mas delante.

Tipos de contradicciones en los sistemas tecnologicos Inventar o innovar significa eliminar una serie de contradicciones que surgen cuando se requiere solucionar un problema tecnologico, a diferencia de la manera en que se "solucionan" los problemas tecnicos, de los sistemas convencionales, en los cuales solamente se llega a "compomisos tolerables" entre un aspecto que se mejora y otro que empeora, es decir: "mejoramos un poco esto a costa de que aquello otro empeore de manera tolerable", o "se paga un precio aceptable", eso no es realmente Inventar o innovar, desde el punto de vista del Profesor A l t ~ h u l l e r ~ ~ ~ ' ~ y 15.

El verdadero inventor elimina las contradicciones por completo, sin necesidad de un "compromiso tolerable", en otras palabras, el innovador ofrece una alternativa en la que todos salen ganando y en ocasiones de una forma sorpresiva y no planeada como se comprobara en el capitulo dedicado a los casos de estudio. $

Para entender lo anterior es indispensable comprender lo que se considera una contradiccion, que segun Altshuller se resume en lo siguiente: "En un sistema tecnologico, la contradiccion es una condicion que

surge cuando entra en conflicto un subsistema con otro o cuando las propiedades de un subsistema entran en conflicto con ellas mismas, por lo que se hace - necesario eliminar tales conflictos mediante una solucion novedosa"". En TRIZ se consideran.dos tipos de contradicciones, las tecnicas y las fisicas.

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Contradicciones tecnicas: Una contradiccion tecnica existe cuando, tratando de mejorar un atributo, "A", de un sistema tecnologico, otro atributo "Bu,del mismo Sistema tecnologico, se deteriora. Por ejemplo, si se quiere fabricar un Producto mas robusto y duradero (atributo deseado), automaticamente se hace mas pesado y costoso por el material requerido para ello (atributo inde~eable)~. Ese tipo de coktradicciones surgen cuando se demandan funciones completamente diferentes o incompatibles de los subsistemas, de un sistema tecnologico y, generalmente, se refieren a todo el sistema tecnologico. Los ejemplos siguientes aclaran esta situacion: En un vehiculo de combustion interna se tiene la contradiccion siguiente: Si se desea tener una mayor potencia (atributo deseable) automaticamente se produce un mayor gasto de combustible (atributo indeseable). 4

Se tiene una podadora motorizada que produce mucho ruido al ser operada. Se sugiere instalar un silenciador que lo elimine (atributo deseable), pero el aditamentoaumenta el peso del equipo (atributo indeseable)13. Volviendo al automovil, es muy conveniente que lleve una llanta de refaccion en el caso de una pinchadura (atributo deseable), pero al mismo tiempo ella requiere de espacio (atributo indeseable)13. Una lata de aluminio para refresco o cerveza debe tener las paredes delgadas para ahorrar metal y ser mas barata (atributo deseable), pero al mismo tiempo puede romperse por la presion interna del bioxido de Carbono (atributo indeseable)18. En el mundo de la administracion de empresas, frecuentemente surgen ese tipo de contradicciones, por ejemplo: Una empresa debe ser grande para generar altos dividendos al dueno o a los accionistas (atributo deseable), pero al mismo tiempo, su tamano la hace altamente burocratizada y lenta para reaccionar a los rapidos cambios del mercado (atributo indeseable)19. Para resolver las contradicciones tecnicas se emplea la matriz de Altshuller, como se explicara mas adelante en los casos de estudio.

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Contradicciones fisicas: La contradiccion fisica se genera cuando una caracteristica "X", de un sistema tecnologico, se requiere cambiar y ese cambio, por otra razon, resulta negativo, entrando dicha caracteristica en conflicto consigo misma. La contradiccion fisica, normalmente se refiere solamente a una parte del sistema tecnologico2.Los siguientes ejemplos aclaran este tipo de contradiccion: Cuando los bomberos enfrentan un gran incendio, en un inmueble, requieren aplicar grandes cantidades de agua, a muy alta presion, para sofocar el fuego (atributo deseable),pero al mismo tiempo, tanta agua provoca graves danos al inmueble, a los enseres domesticos y al equipo de oficina (atributo indeseable), en otras palabras el agua se necesita pero no se necesita, hay una contradiccion fisica entre el agua y ella misma. Al final del presente capitulo se explica como se ha resuelto la contradiccion" y12. Al entrenar clavadistas de la plataforma de 10 metros de altura, un mal clavado, a un angulo inadecuado, puede provocar graves danos a los deportistas ya que la velocidad que alcanzan, en la caida, es considerable. Se requiere tener agua en la alberca para amortiguar un "buen" clavado (atributo deseable) pero no se requiere agua para un clavado mal ejecutado por el dano que puede provocar (atributo indeseable). La caracteristica positiva del agua se ve enfrentada con su caracteristicanegativa, por lo que el liquido debe estar presente y al mismo tiempo ausente. Se invita al lector a que trate de resolver esta contradiccion cuya solucion se proporciona al final del capitulo. En una fabrica de vidrio especial, un cliente solicita cientos de 1aminas de ese producto, que tengan un milimetro de espesor, con las esquinas redondeadas. Durante el corte y pulido de dichas esquinas se produce el rompimiento de gran numero de laminas, con la perdida monetaria para la empresa. La contradiccion fisica es que las laminas deben ser delgadas como el cliente las requiere (atributo deseable) pero al mismo tiempo deben ser gruesas para no romperse (atributo indeseable). Este es un problema muy simple que el lector seguramente podra resolver, si no, al final puede ver la solucion.

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Un ducto de Fierro conduce pequenas esferas de acero (balines), junto con aire, a una gran velocidad, para ser transportadas a otro departamento de la misma empresa. Los codos de la tuberia sufren un alto grado de erosion, lo que provoca que se deban de cambiar tales codos hasta dos veces por semana, con la perdida de tiempo y dinero que ello produce. Se sugiere instalar protectores de ceramica o de algun otro material resistente a los impactos de las esferas metalicas, sin embargo el costo de hacerlo es muy alto. La contradiccion fisica es que: se requiere que los balines viajen a gran velocidad dentro del ducto (atributodeseable) pero al mismo tiempo eso produce un alto grado de erosion (atributo indeseable). resolveria el lector este problema de una forma simple, economica y que se puede implementar inmediatamente? En cualquier restaurante es deseable tener muchos comensales (atributo deseable) sin embargo a mayor numero de clientes se hace necesario contratar mas meseros (atributo indeseable). La contradiccion es tener muchos clientes pero al mismo tiempo no tenerlos. resolveria este problema el lector? Las contradicciones fisicas son muy faciles de resolver ya que se pueden enfrentar mediante una de las siguientes condicione^^^. 1. Separacion en el espacio. 2. Separacion en el tiempo.' 3. Separacion entre las partes y el todo. 4. Separacion de acuerdo a una condicion.

En los ejemplos ya propuestos, de este capitulo, se aplican algunas de esas condiciones. En la metodologia de la TRIZ, definir las contradicciones que se pretenden eliminar es la pieza clave en cualquier problema de inventiva o innovacion tecnologica. Una vez identificadas estas, la solucion es relativamente simple, sin embargo se requiere experiencia practica que se gana con el tiempo. Actualmente se cuenta con una gama muy amplia de software comercial que hace la tarea mucho mas simple, desgrai ciadamente no hay, a la fecha, ningun paquete de TRIZ en Espanol, sin embargo esto debe de cambiar pronto por la gran potencialidad de la tecnica, por una parte y por otro lado, la necesidad de los paises de

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habla hispana de inventar o innovar para poder obtener nuevas patentes y generar conocimiento que tanta falta hace en esas naciones. Solucion a los problemas planteados en las contradicciones fisicas: Los bomberos emplean un aspersor de agua que produce gotas muy pequenas, las cuales tienen un gran poder de cobertura pero no causan graves danos al inmueble y a otros objetos. En el caso de la piscina, se inyecta aire a muy alta presion, mediante difusores, en el fondo de la alberca, el aire reduce considerablemente la densidad del agua y asi el dano que pudiera sufrir el clavadista es minimo. Las laminas de vidrio se apilan, incrementando su grosor y por lo tanto pueden cortarse y pulirse sin que se rompan o astillen. El problema se resuelve mediante un iman, el cual se coloca en la parte exterior del codo, con lo que algunas esferas de acero son retenidas, momentaneamente, en el interior del ducto, sirviendo de amortiguadores y asi evitando la erosion de la pared metalica. Dado que la velocidad de transporte es alta, las esferas se van rotando y por lo tanto no sufren dano permanente13. En el caso del restaurante, los comensales se convierten en sus propios "meseros", durante el popular "buffet".

Los 40 principios fundamentales para inventar o innovar, en la TRIZ Entre las aportacionesmas importantes del Profesor Altshuller a la ciencia y la tecnologia se encuentran los 40 principios fundamentales para la innovacion, que a su vez son la base de la "Matriz de contradiccion", parte fundamental de cualquier esfuerzo en que se pretenda inventar o innOVar2, H, 12,13,14 y 15 Los 40 principios son sugerencias genericas para llevar a cabo una accion determinada, dentro de un sistema tecnologico, con objeto de eliminar alguna contradiccion tecnica. A continuacion se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos faciles de entender. 1.- Segmentacion: Con tres opciones:

a) Dividir un objeto en partes independientes; por ejemplo: La antena de un automovil. b) Hacer un objeto facil de desarmar; por ejemplo: Muebles modulares2'. C)

Incrementar el grado de fragmentacion o segmentacion de un objeto; por ejemplo: En lugar de cortinas convencionales emplear persianasZ1.

2.- Extraccion: Separar o quitar la parte que genera el problema de con-

tradiccion, por ejemplo: Emplear el sonido de aves en peligro, mediante

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autoparlantes, con el objeto de mantener alejadas, de las pistas de aterrizaje, a las aves reales. 3.- Calidad local: Con tres alternativas:

a) Cambio de una estructura homogenea a otra heterogenea de un objeto o a una accion del ambiente externo; por ejemplo: Para combatir el fino polvo que se produce dentro de las minas de Carbon, durante la perforacion, se aplica agua atornizada, sin embargo eso causa perdida de visibilidad. La solucion es aplicar tambien gotas mas grandes con lo que se resuelve el problema2,15. b) Que partes de un objeto tengan varias funciones; por ejemplo: Un lapiz con su goma de borrar2. c) Colocar cada parte de un objeto bajo las condiciones mas favorables para su operacion; por ejemplo: Los controles de un monitor se localizan en la parte frontal de este. 4.- Asimetria: Con dos opciones:

a) Remplazar una forma simetrica con otra asimetrica; por ejemplo: El lado externo de una llanta se refuerza mas para soportar los golpes contra las banquetas2. b) Si un objeto es asimetrico, incrementar dicha asimetria; por ejemplo: Cambiar los sellos de hule, de juntas a presion, por sellos de formas especiales, aun mas asimetricas, para un sellado perfecto2'. 5.-Consolidacion o combinacion: Con dos opciones: a) Combinar, en un espacio, objetos homogeneos o que esten destinados a una operacion contigua; por ejemplo: Unir dos embarcaciones convencionales con lo que surge el "catamaran", el cual es mucho mas estable que las embarcaciones independientes15.

b) Consolidar, en tiempo, operaciones simultaneas;por ejemplo: Cuando se excava en terreno congelado, se sugiere instalar aspersores de vapor de agua, junto con las cuchillas de excavacion con objeto de reblandecer dicho terreno15. 6.- Universalidad: En este caso se pretende que un objeto lleve a cabo varias funciones que normalmente tienen otros objetos; por ejemplo, la

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popular multiherramienta de bolsillo que contiene un cuchillo, una lima, unas tijeras, unas pinzas, etc. 7.- Anidacion: Con dos opciones:

a) Que un objeto pueda colocarse dentro de otro y ellos dos dentro de un tercero; ejemplo, un lente zoom de camara fotografica2'.

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b) Un objeto pasa a traves de la cavidad de otro; por ejemplo: Una navaja tipo "cutter", la hoja pasa a traves del objeto principal. 1

8.- Contrapeso: Con dos alternativas:

a) Compensar el peso de un objeto combinandolo con otro de tal manera que se tenga una fuerza elevadora; por ejemplo: Un hidrodeslizador, el cual inyecta agua a muy alta presion, bajo la embarcacion, para levantarla y avanzar a gran velocidad2. b) Compensar el peso de un objeto con fuerzas aerodinamicas o hidrodinamicas que influyan o interactuen con el ambiente; por ejemplo: En los automoviles de carreras se coloca un aleron trasero con el objeto de incrementar la presion ("agarre") de los neumaticos sobre el asfalto aumentando la traccion2. 9.- Accion contraria anticipada: Este principio se refiere a llevar a cabo una accion contraria y de manera anticipada para solucionar una contradiccion; por ejemplo: El reforzamiento de una columna de concreto.

10.-Accion anticipada: Con dos opciones:

a) Llevar a cabo la accion anticipadamente; por ejemplo: De nuevo la navaja de tipo "cutter", la cual contiene una hoja segmentada para que cuando una parte de ella pierda filo, pueda ser facilmente reemplazada por un segmento nuevo2. b) Arreglar objetos con antelacion de tal manera que entren en accion inmediatamente que sea necesario y en el lugar adecuado; por ejemplo: Cuando se lleva a cabo el vaciado de piezas de ceramica, en secciones, entre cada seccion se colocan hojas metalicas o plasticas, para que una vez fraguada la pieza se pueda separar facilmente del molde.

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11.-Acolchonado anticipado: Significa proteger algun objeto contra el dano que puede sufrir en el futuro; por ejemplo: El principio es muy empleado por las empresas que se dedican a las mudanzas de muebles y articulos fragiles, consistiendo en empacar dichos articulos entre plasticos expandidos. 12.-Equipotencialidad: Es un principio que se refiere a evitar el levantar o bajar un objeto durante algun tipo de accion; por ejemplo: Para evitar levantar un automovil, durante el cambio de aceite o la revision de las ruedas, se cuenta con fosas sobre las cuales se coloca el vehiculo y el mecanico simplemente baja para llevar a cabo la tarea. 13.-Inversion o hacer algo en forma contraria a la convencional: Con tres opciones: a) En lugar de llevar a cabo la accion directa, dictada por el propio problema, hacer lo contrario; por ejemplo: El ganado se marca, tradicionalmente, mediante un hierro al "rojo vivo", lo cual causa mucho dolor y puede producir infecciones posteriores en el animal. En algunos paises europeos se emplea un hierro pero enfriado con Nitrogeno liquido, con lo que el dolor se reduce y la marca es permanentez0. b) Voltear un objeto "boca abajo" para que lleve su funcion; por ejemplo: Altshuller sugiere un sarten electrico invertido que frie los alimentos de arriba hacia abajo15. c) Hacer estacionaria la parte movil de un objeto y lo estacionario movil, que puede incluir el ambiente; por ejemplo: Una caminadora electrica hace que el usuario permanezca en el mismo lugar y lo que se mueve es la banda, contrariamente a lo que sucede al caminar, que el piso permanece estacionario y la que se mueve es la persona2'.

14.- Esfericidad: Con tres alternativas: a) Remplazar partes lineales con curvas o esferas; por ejemplo: Emplear arcos o domos para reforzar construcciones lineales21. b) Uso de rodillos o espirales; por ejemplo: Algunos implementos agricolas, para mover la tierra, usan rodillos dentados en lugar de las

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tradicionales cuchillas con lo que es posible mover el doble o triple de tierra que con el sistema tradicional15. c) Reemplazar un movimiento lineal por otro rotatorio; por ejemplo: El "raton" de la computadora emplea una esfera para transferir movimientos lineales a la unidad procesadora de informacion (CPU)*.

15.- Incremento dinamico o dinamismo ("Dynamicity"): Con tres alternativas: a) Hacer que las caracteristicas de un objeto o el ambiente, se adapten para un rendimiento optimo en cada etapa de su funcion; por ejemplo: Los alerones que se colocan en los autos de carreras, cuyos angulos de ataque pueden cambiarse para un funcionamientooptimo del vehiculo. b) Dividir un objeto en varios elementos de tal forma que cambien de posicion unos con otros; por ejemplo:Los modernos vehiculos "todo terreno" que se emplean para explorar Marte, los cuales son muy flexibles con partes movibles en los sistemas de rodado. C)

Si un objeto es rigido, hacerlo movible o intercambiable; por ejemplo: Una lampara de mesa, colocarle un aditamento, flexible, para mover el rayo luminoso a donde sea necesario2.

16.-Accion excesiva o parcial: Si es imposible obtener un 100% del efecto deseado, mediante un sistema tecnologico, tratar de obtener el rendimiento mas alto simplificandoel sistema; por ejemplo: Cuando se pinta un objeto, por inmersion, siempre queda un exceso de pintura sobre el, para eliminarla se sugiere rotar10 a gran velocidad y asi obtener un pintado optimo recuperando la pintura sobrante para su reciclado2.

17.-Transicion a una nueva dimension: Con tres alternativas: a) Cambiar un movimiento unidimensional a dos o tres dimensiones; por ejemplo: El "raton" de una computadora que funciona mediante luz infrarroja puede moverse en tres dimensionesen comparacion con el tradicional que solo lo hace en dosz1.

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b) Utilizar objetos apilados en varios niveles; por ejemplo: Apilar 1aminas delgadas de vidrio para poder cortarlas con lo que reduce el peligro de que se rompan si se hace el corte de manera individual.

c) Inclinar objetos o colocarlos sobre sus extremos; por ejemplo: Almacenar troncos de arboles verticalmente, uniendolos adecuadamente para que formen una estructura rigida y estable15.

8.-Vibracion mecanica: Con las siguientes opciones:

a) Emplear oscilaciones; por ejemplo: El pendulo de un reloj de pared.

b) Si ya existe una oscilacion, aumentar su frecuencia e inclusive llegar al ultrasonido; por ejemplo: El horno de microondas.

c) Usar vibraciones ultrasonicas junto con campos magneticos; por ejemplo:Actualmente es posible "soldar" huesos humanos mediante ultrasonido y campos magneticosI5.

9.- Accion periodica: Con tres alternativas:

a) Remplazar una accion continua con una periodica o con impulsos;

por ejemplo: Cuando se riega el cesped, si se aplica el agua de forma constante, este es danado, lo mejor es usar aspersores intermitentes.

b) Si una accion ya es periodica, cambiar su frecuencia; por ejemplo: En los faros marinos, se cambia a menudo la frecuencia del haz luminoso con objeto de que sean mas visibles para los navegantes.

c) Usar pausas entre los impulsos para obtener una accion adicional; por ejemplo: Unas chimeneas que funcionen mediante pausas para emitir los gases, son capaces de elevarlos hasta 3000 metros, lo que no se lograria con una chimenea del triple de altura pero que funcione de manera continua15.

0.- Llevar a cabo la accion positiva de manera continua: Con las si-

uientes opciones:

a) Conducir la accion deseada sin pausas, es decir que todas las partes de un sistema tecnologico deben operarse a su maxima capacidad; por ejemplo: Un equipo automatico para soldar tuberias, en

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la industria petrolera, esta disenado para operar todo el tiempo a su maxima capacidad y eficiencia. b) Eliminar "tiempos muertos"; por ejemplo: Un barco carguero siempre debe llevarse cargado con mercancia y nunca viajar vacio15. 21.- Aumentar la velocidad a la que se lleva a cabo una accion riesgosa

o danina: por ejemplo: Una sierra cortadora de tubos de plastico, debe de llevar a cabo la accion de corte a la mayor velocidad posible, para evitar el calentamiento de los tubos y su deformacion2. 22.- Convertir algo danino en benefico: Con las siguientes alternativas:

a) Convertir dos o varios efectos daninos en uno benefico; por ejemplo: Las aguas residuales, fuertemente alcalinas, de una empresa pueden mezclarse con las aguas residuales, fuertemente acidas, de otra industria con lo cual se neutralizan ambas. b) Incrementar la accion danina hasta que cesa de serlo; por ejemplo: La arena para la construccion, en climas extremadamente frios, se congela en los contenedores que la transporta a su lugar de uso, por lo que es muy dificil de descargar. Sin embargo si se enfria mucho mas, mediante Nitrogeno liquido, es muy facil de descargar mediante vibracion2. 23.- Retroalimentacion: Con dos alternativas:

a) Si no existe la retroalimentacion establecerla; por ejemplo: El funcionamiento de cualquier flotador, en un tanque de agua. Antes de que se inventara el artefacto, se determinaba el nivel del liquido cuando este se derramaba. b) Si ya existe la retroalimentacion, incrementarla; por ejemplo: En los equipos muy ruidosos, como los tractocamiones, primero se determina el nivel de ruido generado, mediante sensores y despues se genera otro sonido, con la misma intensidad pero defasado 90 grados con lo que se eliminan ambos ruidos2. 24.- Mediador: Con dos opciones:

a) Emplear un objeto intermedio para transmitir o llevar a cabo una accion; por ejemplo: Cuando se elaboran articulos de plastico, en moldes muy complejos, se inyecta aire a presion con el proposito

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de distribuir adecuadamente el polimero, el aire solo lo "empuja" y despues se elimina. b) Temporalmente conectar un objeto a otro y despues quitar uno de ellos; por ejemplo: Cuando se desea sembrar hortalizas, de manera muy precisa en el espaciado de las plantas, se colocan las semillas distribuidas en un papel biodegradable, mediante un adhesivo organico. El papel y las semillas se depositan en la tierra y con el tiempo el papel desaparece dado que ya cumplio su funciOnl3. 25.- Autoservicio: Con dos alternativas:

a) Un objeto debe darse servicio a si mismo y si es necesario repararse; por ejemplo: En un restaurante de autoservicio,los mismos clientes se convierten en sus propios meseros. b) Aprovechar los materiales y la energia desechada en un proceso; por ejemplo: La produccion de composta, de los residuos solidos biodegradables o el.aprovechamiento del calor generado en una chimenea que puede ser recuperado mediante un serpentin que conduzca agua, la cual aumenta su temperatura y asi se alimenta a la caldera, obteniendose un ahorro considerable de combustible. 26.- Copiado: Con tres opciones:

a) Emplear una copia barata en lugar del objeto original que es fragil o inconveniente de operar; por ejemplo: Un simulador de vuelo para entrenar pilotos en lugar de un avion verdadero. b) Remplazar el objeto original con su imagen optica, la imagen obtenida puede ser reducida o agrandada; por ejemplo: La altura de objetos muy altos puede determinarse mediante la sombra que proyectan2. c) Si se esta empleando una copia optica, esta puede ser remplazada por una copia infrarroja o ultravioleta; por ejemplo: Para determinar el grado en que un cultivo ha sido atacado por plagas, se emplean fotografias infrarrojasZ1. 27.- Desechar: Remplazar un objeto costoso con otro que sea mas economico y conveniente; por ejemplo: Agujas hipodermicas desechables.

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28.- Remplazar un sistema mecanico con otro sistema: Con las siguientes alternativas:

Remplazar el sistema mecanico con un optico, acustico o termico; por ejemplo: Un sistema olfatono es empleado para determinar el momento en el cual se rompe un "diente", de un engrane, en una maquina de perforacion15. Emplear campos electricos, magneticos o electromagneticos para interactuar con un objeto; por ejemplo: Remplazar el gancho de una grua para levantar chatarra de Fierro con un electroiman. Uso de campos magneticos en combinacion con particulas ferromagneticas; por ejemplo: En el caso ya visto de querer determinar la velocidad de endurecimiento de un plastico, se le agrega limadura de Fierro, durante la preparacion y se aplica un campo magnetico oscilante, durante el fraguado, con lo que se puede determinar el grado de movilidad de las particulas metalicas y por lo tanto la velocidad de endurecimiento15. 29.- Emplear un sistema hidraulico o neumatico: por ejemplo: Las bol-

sas de los automoviles que se inflan rapidamente para evitar lesiones al conductor y los tripulantes, durante una colision15. 30.- Membranas flexibles o peliculas delgadas: Con las siguientes alternativas: a) Separacion de varios objetos mediante membranas flexibles; por ejemplo:Altshuller aporta el ejemplo de que en un carro-tanque se puede transportar petroleo, licor y aceite comestible si se colocan dichas membranas adecuadamente dentro del transporte15. b) Aislar una parte de un objeto del ambiente que lo rodea mediante una membrana o pelicula flexible; por ejemplo: Un invernadero es clasico de ese principio ya que el plastico mantiene las condiciones deseadas dentro de la construccion. 31.-Material poroso. Con dos opciones: a) Hacer un objeto poroso o emplear algun elemento que lo sea; por ejemplo: Los empaques porosos de poliestireno que se usan para proteger objetos durante su transporte.

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b) Si un objeto es poroso, llenar los poros con algun tipo de sustancia; por ejemplo: En metalurgia, la manera mas empleada de adicionar un aditivo, a un metal fundido liquido, es llenando los poros de un ladrillo especial con el aditivo e introduciendolo al liquido15. 32.- Cambio de color. Con cuatro opciones: Cambiar el color de un objeto o el de su ambiente; por ejemplo: Una forma muy eficientede aprovechar el calor del sol, en los calentadores de agua, es pintandolos de negro mate. Cambiar el nivel de translucidez de un objeto o de su ambiente; por ejemplo: Una venda puede hacerse transparente para observar como cicatriza una henda2y15. Usar aditivos de algun color para resaltar alguna cualidad o proceso de visualizar; por ejemplo: En algunos termometros, el liquido que indica la temperatura se colorea de rojo para producir un mayor contraste y hacer mas facil la lectura. Si ya se emplean aditivos, usar algun tipo de pintura luminiscente para un mayor contraste; por ejemplo: Algunos termometros tienen ya luminiscencia agregada en el liquido que indica la temperatura15.Otro ejemplo es la caratula fosforescente de algunos relojes. 33.- Homogeneidad. Objetos secundarios que interactuan con el objeto principal, deben fabricarse del mismo material o de materiales similares al objeto principal; por ejemplo. En metalurgia, cuando es necesario agitar un metal fundido, de alta pureza, se introduce un agitador del mismo metal para evitar contaminar el material fundido15. 34.-Desechando y regenerando partes. Con las siguientes alternativas. a) Despues de terminar su funcion, un elemento, de un objeto, debe descartarse (evaporarse, disolverse, etc.) o puede ser modificado durante el proceso en que se requiere; por ejemplo: Empaques fabricados con harina de almidon que una vez terminada su funcion se degradan facilmente en los rellenos sanitarios.

b) Los componentes usados de un objeto, deben ser reutilizados; por ejemplo. En los lanzamientos de naves espaciales, se recuperan los contenedores de combustible y se vuelven a usar varias veces2.

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35.- Transformacion de propiedades. Con las siguientes opciones. Cambio del estado fisico de algun componente del sistema tecnologico; por ejemplo. Para limpiar, por erosion mecanica, piezas metalicas sin que el polvo limpiador deje trazas, se usa polvo de bioxido de Carbono ("hielo seco") que una vez cumplida su mision limpiadora se evapora y desaparece sin dejar rastro. Cambio de concentracion o densidad; por ejemplo. El caso ya visto del agua de una piscina de clavados, en la cual se hace burbujear aire, reduciendo su densidad y asi protegiendo a los clavadistas contra alguna lesion al efectuar un mal clavado15. Cambio de temperatura; por ejemplo. Mantener a baja temperatura las muestras medicas de tejidos para su posterior analisis2'. 36.-Transicion de fase. Emplear el fenomeno de cambio de fase (liberacion, absorcion de calor, etc.); por ejemplo. Algunas naves espaciales cuentan con una capa protectora de una sustancia que se evapora, absorbiendo calor, durante la etapa de reingreso a la tierra y con ello protegiendo a los astronautas15. 37.- Expansion termica. Con dos alternativas. Emplear la expansion o contraccion de algun material con el cambio de temperatura ambiental; por ejemplo. Para ajustar perfectamente dos partes metalicas, se enfria la interna y se calienta la externa. Una vez lograda, por una parte la contraccion y por otra la expansion, se unen y se dejan a la temperatura ambiente, logrando un ajuste perfectoz1. Usar varios materiales con diferente coeficiente de expansion termica; por ejemplo. El termopar (termocople)para el control de temperatura en algunos aparatos industrialesz1. 38.- Oxidacion acelerada. Llevar a cabo la transicion, de un nivel inferior de oxidacion a otro nivel mayor; por ejemplo. En el tratamiento de aguas residuales, en las cuales es indispensable dosificar Oxigeno a las bacterias que biodegradan la materia organica, se cambia de aire comun (Oxigeno, 21% y Nitrogeno, 78%)a inyectar Oxigeno puro, con lo que se obtienen mayores eficiencias en un menor tiempo15.

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39.- Ambiente inerte. Con las siguientes alternativas.

a) Remplazar el ambiente natural con otro que sea inerte; por ejemplo. Para evitar que algunas fibras vegetales se incendien en los almacenes se les aplica Nitrogeno para asi desplazar al Oxigeno, previniendo la posible combustion2. b) Llevar a cabo un proceso en el vacio; por ejemplo. Algunos procesos de soldado, muy delicados, se llevan a cabo en camaras de vacio. c) Emplear una sustancia inerte; por ejemplo. Para evitar la oxidacion, en un proceso de soldado, se hace uso de algun gas inerte al llevar a cabo la accion15. 40.- Materiales compuestos ("Composites"). Usos de los nuevos materiales con caracteristicas muy s eciales; por ejemplo. Algunas biciclef- p, tas de carreras, para hacerlasmas ligeras y resistentes, tienen partes hechas de fibra de Carbono.

Estos 40 principios, combinados con los 39 parametros o caracteristicas de los sistemas tecnologicos,en una gran "Matriz de contradiccion", son la base principal de la TRIZ, gracias a ella es posible sistematizar los procesos inventivos y de generacion de innovaciones tecnologicas, en cualquier nivel de abstraccion, es decir, de complejidad2,", l2 y 15.En el apendice "A" se presenta la matriz correspondiente.Aqui se hace necesario aclarar que en la matriz de esta obra se presentan los principios de inventiva, de cada celda, en un orden ascendente, mientras que en la matriz tradicional los numeros representaban, supuestamente, el principio de inventiva de mayor a menor relevaiicia. La experiencia ha demostrado que en realidad todos los principios tienen la misma utilidad para generar ideas innovad ora^^^.

lnteracciones %ustanciacampon dentro de la TRIZ Otro de los grandes aportes que hizo el Profesor Altshuller a la ciencia y la tecnologia, ademas de sus 40 principios y los 39 parametros de los sistemas tecnologicos, fue el desarrollo de la teoria mediante la cual se producen las interacciones entre las sustancias y los campos, cuando se enfrenta un problema inventivo o de innovacion tecnologica. En TRIZ, "sustancia" es cualquier cosa tangible que tenga una estructura definida y que sea posible detectar con los cinco sentidos o con instrumentos adecuados; por ejemplo: Desde algo tan tenue como el aire hasta una solida vigueta de acero e inclusive una persona es una "sustancia" en un sistema tecnologico". Por otro lado, los principales "campos", que se consideran en TRIZ, son los siguientes: Gravitacional: C,. Electromagnetico (electrico/magnetico): CJC,,. Campo nuclear de interaccion debil: C,,. Campo nuclear de interaccion fuerte: C,,. Campo mecanico: CM. Campo termico: C,. Campo optico: C,. Campo acustico: C,. Actualmente, 2004, los campos nucleares, debiles y fuertes, se emplean muy poco en TRIZ, sin embargo, en un futuro cercano seran de

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los mas importantes en innovacion tecnologica y para producir invent0sl2. Otro campo poco empleado, es el gravitacional por que el hombre todavia no tiene un control adecuado de el, sin embargo se piensa que sera muy importante en el desarrollo de nuevas naves espaciales. Cada dia se hace mas comun emplear alguno de los campos senalados al resolver algun problema de innovacion tecnologica o para generar inventos. A continuacion se presenta un ejemplo muy simple, sugerido por Kaplan, para comprender la interaccion entre sustancias y campos. En un sistema de refrigeracion industrial, se presenta una fuga de gas refrigerante, sin embargo, hay muy poca visibilidad en la parte del sistema donde escapa el gas por lo que el tecnico, encargado de la reparacion, emplea una lampara de mano, pero aun con este artefacto no le es posible ubicar la fuga2.El diagrama "sustancia-campo" (S-C) inicial, segun la nomenclatura de la TRIZ es el siguiente:

Fig. 10.1. Diagrama "sustancia-campo"del problema plantelado, segun la nomenclatura de la TRIZ2.

S, = Representa al tecnico que pretende localizar y reparar la fuga. S, = Representa al gas refrigerante escapando. C, = Representa el campo optico de una lampara de mano convencional.

En la TRIZ y en especial cuando se lleva a cabo un analisis de "sustancia-campo" la senalizacion de las flechas es la siguiente2:

Interacciones "sustanciacampo" dentro de la TRIZ

a) b) c) d)

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Linea llena: Efecto deseado. Linea punteada: Efecto deseado pero insuficiente. Linea curvada: Efecto danino, indeseado o nulo. Linea ancha: Quiere decir "el sistema evoluciona a otro estado".

Segun la figura 10.1, la linea punteada entre la fuga de gas y el tecnico, significa que no es posible ubicar dicha emision, aun con la ayuda de la luz que proporciona la lampara de mano (campooptico) dado que es insuficiente. Por tal motivo, el sistema debe evolucionar a otro estado en el cual sea factible ver el gas refrigerante que provoca el problema. La solucion propuesta por Kaplan es anadir una pequena cantidad de gas fluorescente al gas refrigerante y al mismo tiempo cambiar la fuente de luz a ultravioleta. El diagrama "sustancia-campo" obtenido con el cambio se diagrama en la figura 10.2.

Fig. 10.2. Representacion grafica de la solucion al problema planteado.

S, = Representa la pequena cantidad de gas fluorescente anadido al sistema. De la misma forma en que se resolvio este problema ahora se puede solucionar el relacionado con la velocidad de endurecimiento de un plastico. Como ya se vio con anterioridad, es imposible determinar la velocidad de fraguado de un polimero por metodos directos. Como se recordara, la solucion fue introducir pequenas limaduras de Fierro a la mezcla inicial del polimero sometiendoloa un campo magnetico oscilante, el cual provoca que las particulas metalicas se muevan, primero con gran velocidad y al pasar del tiempo, ese movimiento tiende a disminuir hasta el punto en el que desaparece. Tal movimiento puede detectarse como la permeabilidad magnetica de la mezcla.

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El nuevo diagrama "sustancia-campo" es el siguiente:

S,

1 (S, + S,)

Fig. 10.3. Diagrama "sustancia-campo"que resuelve el problema para determinar la velocidad de polimerizacion de una pieza de plastico.

CM= Representa al campo magnetico aplicado. S, = Son las limaduras de Fierro adicionadas al plastico. Otro ejemplo lo constituye la adicion de olor al gas licuado del petroleo, el cual en condiciones naturales es inoloro. Para detectar fugas, se le adicionan compuestos olorosos (mercaptanos) con lo que cualquier fuga, por pequena que sea, se detecta facilmente. Un ejemplo mas que aporta Altshuller a los jovenes inventores es la fabula siguiente: Un cazador tiene un perro, que cuando van de caceria corre a ubicar la presa, ladra y el cazador se acerca y cobra la pieza para su alimentacion. El diagrama "sustancia campo" de este sistema es el representado en la figura 10.4.

Fig. 10.4. Diagrama "sustancia-campo" entre el perro y su cazador.

S, = Perro. S, = Cazador. C, = Campo acustico.

Interacciones "sustancia-campo'' dentro de la TRIZ

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A medida que transcurre el tiempo, el cazador envejece y pierde la capacidad auditiva por lo que le es imposible ahora oir a su perro cuando ubica una presa y ladra. En la epoca de la fabula no existian los aparatos electronicos para sordos por lo que el cazador necesita resolver su problema de otra manera o morir de hambre.

El cazador debe adicionar algun otro elemento, a su sistema, para poder reaccionar a los ladridos de su perro, es decir un receptor acustico primitivo de esa epoca. La respuesta fue adquirir otro perro, el cual sujetaba el cazador. Cuando el primer perro ladraba, el segundo lo escuchaba y tiraba de la cuerda que sostenia el cazador, llevandolo hasta el primer animal. El nuevo diagrama "sustancia-campo" es el siguiente:

Fig. 10.5. Diagrama "sustancia-campo"que resuelve el problema del cazador de la fabula.

S, = Primer perro, el que encuentra la presa. C, = Campo acustico generado por el primer perro. S, = Segundo perro, que es sostenido por el cazador. CM,= Campo mecanico generado por el segundo perro al oir al primero (jala la cuerda que sostiene el cazador y lo lleva hasta el segundo animal). S, = Cazador. LOSsistemas "sustancia-campo", para resolver problemas tecnologicos de gran complejidad, son muy empleados en la TRIZ, como es el caso de su aplicacion en la nanotecnologia, en la cual es posible, mediante campos magneticos o electricos, alinear moleculas, de una forma muy precisa, para obtener estructuras cristalinas muy puras. Otro campo en el cual los autores han aplicado estos sistemas es en el tratamiento

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de aguas residuales, en las que es necesario eliminar sustancias contaminantes que forman pequenos coloides (particulas muy pequenas de menos de 15 micras). Dado que los coloides tienen una carga electrostatica superficial, es posible atraerlos a las placas colectoras que se cargan, electricamente, con la carga contraria a los contaminantes. A este sistema se le denomina "electrocoagulacioni' y ya se tienen equipos industriales en funcionamiento, en varias industrias para que traten las aguas residuales de sus procesos. La figura 10.6 representa el sistema.

Fig. 10.6. Representacion grafica de la interaccion entre los coloides de un agua residual y las placas colectoras, en el proceso de "electrocoagulacion".

Donde: S, = Coloides que deben eliminarse del agua. S, = Placa colectora con carga contraria a la de los coloides. C, = Campo electrico.

Aprovechando los recursos Muy a menudo cuando se emplea la TRIZ para inventar o producir una innovacion tecnologica, se hace uso de recursos aparentemente "invisibles" que son o gratuitos o que cuestan muy poco, pero que a primera -- se ignoran debido a los bloqueos psicologicos que sufre la gran vista . mayoria de las personas

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En el capitulo correspondiente a las contradicciones, se propuso el problema que enfrentaba un restaurante al tener muchos clientes (atributo deseable) pero que al mismo tiempo generaba otro atributo indeseable, contratar mas meseros. La paradoja se resolvio al transformar a los clientes en sus propios meseros, es decir se recurrio a un recurso aparentemente "invisible" pero que ahi estaba y era gratuito. De hecho, actualmente muchos restaurantes, durante las horas de mayor demanda ofrecen el llamado "bufett", en el cual, los clientes de sirven los alimentos de una barra previamente preparada, ganando tanto el cliente que se sirve rapidamente a un precio razonable como el dueno del restaurante que puede vender grandes cantidades de comida sin tener que contratar mas meseros. Hay muchos recursos "invisibles" que deben tenerse en consideracion cuando se enfrenta una contradiccion, ya sea tecnica o fisica. Tales recursos pueden ser: El aparente "vacio" que existe en un ,espacio determinado, la fuerza de gravedad, el aire, los campos magneticos terrestres, el vapor de agua de la atmosfera, etc.13A continuacion se ofrecen algunos ejemplosdel uso de esos recursos.

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Uno de los recursos mas antiguos, empleado en beneficio del hombre, es el campo magnetico terrestre que se usa para la orientacion geografica, mediante una brujula. Cabe hacer notar que aun las aves y otros animales emplean ese campo con el mismo fin. El uso del "vacio" para estacionar bicicletas. Hay muchas empresas en las que la mayoria de los obreros se transportan en bicicleta y si se estacionaran sobre el piso, dificilmente se contaria con suficiente espacio, por lo cual, en lugares apropiados se han colocado ganchos para colgar los vehiculos con lo que se aprovecha el aparente vacio existenteI3.

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Cada dia es mas grave la falta de agua y una forma en que se gasta el preciado liquido en el aseo personal con el lavado de las manos. Se estima que el gasto oscila entre 1.5 a 1.8 Litros por lavada. Si esa cantidad se multiplica por las veces que se lavan las manos, en promedio entre 5 y 7 veces al dia, se podra determinar el alto consumo de una poblacion de miles o millones de personas. La solucion que ya esta implementada en muchos lugares publicos e inclusive en los hogares es la instalacion de grifos "ahorradores de agua" que hacen uso de un recurso aparentemente "invisible" y "gratuito", el aire que nos rodea. Estos modernos grifos cuentan con un diseno que permite mezclar el aire con el agua, produciendo una especie de espuma burbujeante con un amplio poder de lavado y ahorros que pueden llegar hasta un 50%. '

El mismo principio lo utilizan las regaderas economizadoras que funcionan a mayor presion e inyeccion de aire, con lo que se pueden lograr ahorros que varian entre un 50 y un 60% de agua. En ambos casos, la recuperacion de la inversion es rapida, obteniendose ademas un beneficio ambiental significativo. Otro ejemplo del aprovechamiento de un recurso "invisible" es la captura del vapor de agua, que se encuentra siempre presente en el aire que respiramos. Una compania japonesa esta comercializando actualmente (2004),un sistema de obtencion de agua purificada, al condensar ehapor ambiental atmosferico, obteniendo agua apta para el consumo humano, con lo cual ya no es necesario adquirir botellas, garrafones o instalar filtros en el grifo del agua que entrega el municipio. El agua, en sus diferentes estados, puede ser considerada como un recurso "invisible" y sin embargo cuando se usa adecuadamente pro-

Aprovechando los recursos "invisibles"

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duce resultados sorprendentes. Por ejemplo: hace 15 anos era impensable emplear agua para cortar metales, sin embargo hoy en dia ya se cuenta con equipos supersonicos que emplean ese liquido para cortar metales con un alto grado de precision, evitando el uso de costosas sierras que debian afilarse constantemente y que representaban un problema ambiental tanto durante su operacion como al termino de su vida util. El agua, una vez que cumple su funcion de corte, se filtra y se recicla, no se necesita afilar ni se descarta contaminando el ambiente y los cortes son mucho mas precisos que con los metodos convencionales.

El Profesor Kalevi, en su interesante obra13, aporta muchos otros ejemplos en los que se emplean estos recursos "invisibles" con objeto de generar inventos o innovaciones tecnologicas.

Planteamiento adecuado de un problema A lo largo de casi 30 anos de trabajar como consultores de empresas, los autores de esta obra, han descubierto que en un alto porcentaje de casos, los mismos empresarios no saben plantear correctamente los problemas que enfrentan. Lo anterior es muy comun, no solo en Mexico Sino en el resto del mundo.

En base a lo anterior se ha desarrolladoun cuestionario preliminar para la primera reunion de trabajo, cuando se debe enfrentar un problema de innovacion tecnologica, en cualquier tipo de organizacion. En ese cuestionario se incluyen, entre otras preguntas, una que pide al empresario y a sus colaboradores que definan, en varias formas, el problema que se pretende resolver. En muchas ocasiones, este simple ejercicio ha llevado a la solucion del problema en poco tiempo o a propuestas de solucion que solo requirieron ser perfeccionadas en detalles menores. Por otro lado, la inercia psicologica de los empresarios, presenta un gran obstaculo.en la solucion de los problemas ya que ellos solo ven una parte de la situacion y no son capaces de plantearla en varias formas. En la mayoria de los casos, lo que se busca es un compromiso entre los parametros de un sistema tecnologico que se pretende mejorar y eso en realidad no es innovacion tecnologica, como ya se explico en capitulos anteriores. La importancia de plantear adecuadamente un problema y en diferentes formas se ilustra mediante el siguiente ejemp10'~.

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En una fabrica de chocolates se enfrentaba el siguiente problema: Entre sus productos de mas demanda, sobre todo al fin de ano y en el dia de San Valentin (14 de febrero), se encontraban unas botellas de chocolate rellenas de mermelada. El problema que se enfrentaba era que, durante las epocas de gran demanda, el sistema de llenado de las botellas no contaba con la suficiente velocidad para producir las cantidades requeridas de'producto. Lo anterior debido a que la viscosidad de la mermelada impedia aumentar la velocidad en el llenado. La viscosidad es la propiedad que tienen los liquidos a fluir, a mayor viscosidad, menor grado de fluidez. La viscosidad de la mayoria de los liquidos, incluyendo la mermelada, disminuye al aumentar su temperatura. El proceso para producir las botellas de chocolate, rellenas de mermelada, era el siguiente: Chocolate liquido se inyectaba en moldes metalicos, los cuales pasaban a la etapa de refrigeracion para que endureciera el chocolate y se formara la botella. La siguiente etapa era llenar las botellas con la mermelada. Mas adelante se colocaba la tapa de chocolate y se envolvian en papel de Aluminio. Al pedirle al dueno de la empresa que definiera el problema que deseaba resolver, senalo: "Deseo que las botellas de chocolate se llenen de rnerrnelada a una mayor velocidad que la actual". La solucion que aportaron varios de los tecnicos de la empresa fue calentar la mermelada para que asi disminuyera su viscosidad y que por lo tanto fluyera a una mayor velocidad dentro de las botellas. El resultado fue que la mermelada caliente reblandecia la delgada pared de las botellas de chocolate y se obtenia una botella con muchas fugas por las cuales se escapaba el relleno. El problema no fue resuelto por el personal de la empresa, por lo que se recurrio a un consultor externo experto en la TRIZ. El consultor recorrio la linea de produccion y aporto la solucion al problema en menos de tres horas. La parte clave de su propuesta fue replantear el problema de la siguiente manera: 1. Primera opcion, aparentemente obvia: llenar de mermelada botellas de chocolate a mayor velocidad que la actual. 2. Segunda opcion del consultor: Se deseaba "recubrir" mermelada

con una capa delgada de chocolate, formando una botella.

Planteamiento adecuado de un problema

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Una vez planteada la segunda opcion el propio lector debe ser capaz de conocer la solucion que dio el experto, es decir; si la empresa ya cuenta con un sistema de refrigeracion, lo que se recomendo fue moldear botellas de mermelada solida y mas tarde recubrirlas con chocolate liquido, por inmersion. De esa manera el proceso fue agilizado y ahora se cubre facilmente la demanda del producto durante todo el ano.

Con el ejemplo anterior se ilustra lo importante que es plantear un problema desde diferentes puntos de vista y por varias personas; seguramente que algun planteamiento aportara la solucion o senalara el camino mas adecuado a seguir.

A continuacion se describe otro ejemplo que demuestra lo importante de plantear un problema correctamente:

En un laboratorio de ensayo de metales se debia de determinar el grado de corrosion que sufrian las muestras, en forma de cubos metalicos. Para ese fin se sumergian dichas muestras en una solucion concentrada de acido que se encontraba en un recipiente de Platino (el Platino es un metal precioso que resiste la corrosion de todos los acidos). El laboratorio contaba solamente con un numero reducido de recipientes de Platino por su alto costo. Las pruebas tomaban varios dias. Al final de la prueba, se extraian los cubos metalicos y por diferencia de peso se determinaba el grado de corrosion que sufrian.

A medida que la produccion de la empresa aumentaba, por la demanda del mercado, se requeria llevar a cabo un mayor numero de pruebas de corrosion, sin embargo, el laboratorio enfrentaba el problema de la falta de recipientes de Platino. El jefe del laboratorio convoco a una reunion con los altos ejecutivos de la empresa para que se ofrecieran alternativas que resolvieran el problema. El planteamiento del problema fue el siguiente:

"Como llevar a cabo un mayor numero de ensayos de corrosion si solamente se cuenta con pocos recipientes de Platino y ese metal es muy costoso". Entre las propuestas de solucion se tuvieron las siguientes:

1. Adquirir otros recipientes que resistan la corrosion y que sean mucho mas economicos que los actuales.

Coronado

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Oropeza

Rico

2. Disminuir el tiempo de cada prueba y extrapolar los resultados. Como el tiempo pasaba y no se llegaba a ningun acuerdo se decidio buscar la asesoria de un experto en la TRIZ. Dicho consultor llevo a cabo el analisis del "Sistema Tecnologico Ideal", es decir, aplicar la siguiente formula:

Donde: 1 = Sistema tecnologico Ideal. CED = Sumatoria de los efectos deseados. Mayor numero de pruebas de corrosion de los cubos metalicos. CEI = Sumatoria de los efectos indeseados. CC = Sumatoria de los costos del sistema tecnologico. Altos costos de los recipientes de Platino. Como se puede recordar, un sistema tecnologico ideal es aquel que lleva a cabo la funcion requerida pero que no cuesta nada, no ocupa espacio, no contamina, no requiere energia, etc. El consultor reunio a todos los involucrados para hacerles las siguientes preguntas: Consultor: "Podrian explicar, en palabras m u y simples lo que desean

hacer" Jefe del laboratorio: "Deseamos que los cubos de metal sean corroidos

por el acido". Consultor: corrosion tiene que ser en las "caras" exteriores de los cubos o puede ser en el interior de los cubos?" Uno de los tecnicos del laboratorio: "Puede ser en el interior, pero los

cubos son solidos y no hay forma de introducir el acido" Consultor: "Senores, les sugiero que vendan sus recipientes de Platino dado que ya no los van a requerir, m i sugerencia es la siguiente": La recomendacion final del experto, para resolver el problema planteado fue, eliminar los recipientes de Platino y ahora'convertir los propios cubos metalicos en recipientes, mediante la extraccion de parte del

Planteamiento adecuado de un problema

97

metal para formar un hueco adecuado en el que se vertia el acido directamente y al final de la prueba se determinaba el grado de corrosion sufrido. Dado que se conocia tanto el peso inicial del cubo como la superficie expuesta al acido, fue muy simple calcular la corrosion producida en un tiempo determinado.Ahora se podian llevar a cabo las pruebas que fueran necesarias sin la necesidad de los costosos recipientes de Platinoz0.

Tanto el jefe del laboratorio como sus asistentes quedaron sorprendidos de la sencillez, eficacia y economia de la solucion propuesta a su aparente "sesudo" problema y eso se debio a que no conocian el principio inventivo numero 13 de Altshuller, "Inversion o hacer algo en forma contraria". En lugar de aplicar el acido fuera del cubo metalico ahora se sugeria que lo hicieran dentro de el, solucion que tomaron.

En conclusion se puede decir que el planteamiento adecuado de cualquier problema de inventiva o innovacion tecnologica proporciona, en gran medida, o la solucion mas adecuada o senala el mejor camino a seguir.

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos de estudio Una vez que se definio completamente el problema de inventiva o innovacion tecnologica y se encontro la contradiccion a eliminar, se recurre a la matriz de contradiccion del Profesor Altshuller, ubicando, por una parte el parametro o caracteristica que se desea mejorar y por otro lado la caracteristica que empeora. La matriz, automaticamente, sugiere uno o varios de los 40 principios para inventar o innovar, los cuales senalaran, de alguna forma, como eliminar la contradiccion. La mejor forma de entender la metodologia antes mencionada es con los siguientes casos de estudio. Caso de estudio 1.-Mingitorios sin agua: El problema a resolver es eliminar completamente el uso de agua en los mingitorios u orinales que dan servicio a los varones, en la mayoria de los lugares publicos, pero asegurando que no se desprendan 010res ofensivos. Los orines se eliminaran del mueble por efecto de la gravedad. El mingitorio convencional funciona eliminado los orines mediante una descarga de agua, la cual diluye y arrastra esos desechos. La descarga del agua puede ser manual o automatica. De no usar agua, se desprenden olores desagradables,por la superficie que limita los orines con la atmosfera. Empleando la TRIZ se llega a la siguiente contradiccion tecnica:

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Rico

Si no se emplea agua, que arrastre los orines (atributo deseable), estos generan olores ofensivos en la zona entre ellos y el aire que se encuentra en su superficie (atributo indeseable). Segun la metodologia de la TRIZ, en este caso de estudio, el objeto en movimiento es el agua y el objeto estacionario son los orines, los cuales generan un factor negativo (olores desagradables). Es muy importante senalar que el unico lugar en donde emanan los olores ofensivos es sobre la superficie expuesta del objeto estacionario. Un parametro basico que es necesario tomar en cuenta, para entrar a la matriz de contradiccion, es que el agua requiere fluir un tiempo determinado para arrastrar los orines. Esta caracteristica es la que se necesita mejorar, es decir, reducirla al minimo e inclusive que sea cero, lo que significa eliminar por completo el agua. En la matriz de contradiccion se identifica con el parametro 15, de las 39 caracteristicas de los sistemas tecnologicos, la cual indica: "Tiempo de accion del objeto movil". Por otro lado, si no se aplica agua, el objeto estacionario genera una condicion negativa que empeora (olor ofensivo), que se ubica como el parametro 31 que senala "factores adversos generados por el objeto estacionario" Con estos dos factores (15 y 31) se entra a la matriz de contradiccion de Altshuller que sugiere los siguientes principios para resolver el problema: Caracteristica No 16.- Accion parcial o excesiva. Caracteristica No 21.- Hacerlo a mayor velocidad. Caracteristica No 22.- Convertir algo negativo en benefico. Caracteristica No 39.- Ambiente inerte. ,

Dado que los olores se generan sobre la superficie del'objeto estacionario, la alternativa 39 es la mas adecuada, es decir, aplicar "algo" inerte en la superficie del objeto estacionario. Tal solucion ya se aplica y, comercialmente, se venden rningitorios "secos", a los cuales se les adiciona un liquido aromatizado que es menos denso que los orines y por lo tanto flota siempre sobre ellos, formando una barrera fisica que evita los malos olores. La pequena cantidad del -iquiJo que se pierde, por arrastre, se repone cada dia, adicionando unos cuantos centimetros cubicos. Con esta medida se ahorran miles de litros de agua; la literatura

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos de estudio 101

reporta que dicho ahorro es de entre 100,000 y 140,000 litros por mingitorio por ano, dependiendo de las veces que se usa el mueble. El tiempo de recuperacion del orinal varia entre uno y dos anosJ0. Caso de estudio 2. Reducir, en un 509'0,el consumo de agua en las llaves de un lavabo domestico. Cuando una persona se lava las manos, para eliminar suciedad y jabon, debe aplicar agua, dejandola correr por un tiempo determinado hasta que las manos quedan libres de jabon y suciedad. La contradiccion que hay que resolver es: Si no se emplea agua o se usa una cantidad muy pequena, el lavado de las manos no es adecuado y queda jabon y suciedad sobre ellas. En este caso, se ruega al amable lector que trate de resolver el problema planteado para asi familiarizarse con el uso de la matriz de Altshuller, estamos seguros que podra hacerlo, dado que es muy similar al caso de estudio anterior. (La solucion se presenta al final de este capitulo). Caso de estudio 3.- Reducir el uso de agua de riego en la agricultura, por lo menos en un 50%. (Este caso de estudio fue resuelto en la Escuela Superior de Ingenieria Quimica e Industrias Extractivas del Instituto Politecnico Nacional de Mexico, empleando un producto comercial). Definicion del problema: Se tiene un uso excesivo de agua, en la agricultura, al grado que se desperdicia entre el 70 y el 85% de ella, dependiendo el tipo de suelo. Terrenos arenosos son muy permeables y el liquido se pierde por filtracion y los suelos arcillosos son parcialmente impermeables y se pierde agua por escurrimiento. A continuacion se presenta una serie de preguntas para entender mejor el problema. 1.-

provoca esta perdida de agua? Existen varios factores, a continuacion se enumeran los principales: a) Las plantas no son capaces de, en un tiempo muy corto, aprovechar toda el agua que aplica el agricultor durante el riego. b) La porosidad del suelo es muy variable, desde arenoso (muy poroso) hasta arcilloso (poco poroso e inclusive impermeable).

Coronado

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2.-

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Rico

sucede el fenomeno? a) En el suelo. b) En las raices.

3.4.-

sucede el fenomeno? Durante el momento del riego y horas mas tarde. quien le sucede? Al agricultor.

5.-

sucede? Al regar los cultivos, se aplica un gran volumen de agua, durante un tiempo determinado. Las plantas solo pueden absorber una cantidad determinada de agua, dependiendo de su fisiologia y no es posible aumentar esa captacion. El resto del agua se pierde, ya sea por infiltracion o por arrastre superficial.

6.-

que se pierde el agua? Por exceso en el riego y por que el suelo o no tiene la capacidad de retener el agua o por que el agua no puede penetrarlo adecuadamente.

7.-

seria el objetivo para resolver el problema planteado? Aplicar la minima cantidad de agua que requiera el cultivo y que esta permanezca cerca de las raices, humedeciendolas, todo el tiempo, hasta el siguiente ciclo de riego.

8.-

es la contradiccion que debe resolverse? Se desea tener humedad, todo el tiempo, en las raices de las plantas, pero no se requiere un exceso de agua, al punto de que se pierda o pudra las raices.

Con todos los datos anteriores se definen las caracteristicas del sistema que son, de acuerdo con la TRIZ: Caracteristica No 9. Velocidad. Se refiere a la velocidad que tiene el objeto movil o sea el agua. Caracteristica No 15. Tiempo de accion del objeto estacionario. En este caso se refiere al tiempo en que el suelo, adyacente a las raices, puede retener el agua. Caracteristica No23. Perdida de sustancia. El agua que se desperdicia. Con todos los datos anteriores se construyen pares de caracteristicas, para ingresar a la matriz de contradiccion, de la manera siguiente:

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos de estudio 103

Caracteristica 9 y 15, sugerencias de la matriz: Principio 3. Calidad local. Sugiere que de alguna manera se cambie la calidad del suelo para retener agua. Principio 8. Contrapeso. No aplica. Principio 14. Esfericidad. No aplica. Principio 26. Copiado. No aplica. Caracteristicas 15 y 23, sugerencias de la matriz: Principio 3. Calidad local. Sugiere que de alguna manera se cambie la calidad del suelo para retener agua. Principio 18. Vibracion mecanica. No aplica. Principio 27. Desechar. No aplica. Principio 28. Reemplazar el sistema mecanico. Sugiere que se reemplace el suelo para resolver el problema, o sea la hidroponia, que muchos expertos sugieren sera la opcion futura de la agricultura. Tambien se puede entender como reemplazar la parte del suelo en contacto directo con las raices, que fue lo que se hizo como se explica a continuacion. Propuestas de la matriz de contradiccion: a) Cambiar la caracteristica local del suelo (calidad local). b) Cambiar la caracteristica local del agua (No aplicable).

c) Reemplazar el suelo adyacente a las raices (reemplazar el sistema mecanico). Comentario: Es posible cambiar las caracteristicas locales del suelo como se explica a continuacion. Propuestas concretas: a) En suelos altamente permeables (arenosos) se puede aplicar una sustancia para reducir esa caracteristica, por ejemplo, una resina que aglutine las particulas de arena. Comercialmente ya existe un producto llamado "Eurobond"@, un polimero de alto peso molecular que sirve para tal fin. Se mezcla con el suelo y permanece en el durante muchos anos, reduciendo su porosidad y evitando la perdida de agua. Con ese producto se han reducido las perdidas de agua, en cultivos comerciales, en el orden de 36 a 45%. Mayor informacion al respecto se puede encontrar en: www.eridan.com.

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b) En suelos arcillosos, con poca permeabilidad, cambiar el suelo que esta en contacto directo con las raices de las plantas y aplicar una sustancia que sea capaz de retener la humedad por mayor tiempo. En este caso se tiene una resina llamada "Hidrogel", que es la poliacril amida de Potasio, en forma granular. Dicho producto tiene la caracteristica de hidratarse, dependiendo de la calidad del agua que se use, desde 250 a 400 veces de su peso. Una vez en contacto con la raiz de la planta, la mantiene humeda, no inundada, y esta puede ir tomando el agua que requiera, por largos periodos de tiempo. La resina se va deshidratando poco a poco y cuando llega el siguiente ciclo de riego, se rehidrata nuevamente, sin permitir grandes perdidas del preciado liquido. El agricultor reduce su consumo de agua de entre 53 a 75% dependiendo del tipo de cultivo que tenga. Mayor informacion en relacion con el hidrogel con los autores de este libro. Caso de estudio 4.- En una de sus obras, el Profesor Altshuller presenta este interesante problema15.Se tiene una granja integral en la cual se producen peces en un estanque. En condiciones normales, el contenido de Oxigeno del agua es muy bajo y por lo tanto ese factor afecta negativamente la productividad, por lo cual se debe aumentar dicha concentracion de alguna manera. La concentracion de Oxigeno disuelto en el agua del estanque se puede aumentar haciendo burbujear aire dentro de ella, mediante un compresor y difusores colocados en el fondo del mismo, pero aun asi no se alcanza el nivel deseado del gas. Ello se debe a que el aire solamente contiene 21% de Oxigeno y el resto es Nitrogeno y pequenas cantidades de otros gases. Ademas, al burbujear aire dentro del agua, no todo el Oxigeno se disuelve y gran parte de el se pierde de nuevo en la atrnosfera. Otra opcion 'sugerida es que se adicione algun producto quimico que al contacto con el agua, genere Oxigeno, sin embargo ello contaminaria el sistema. Empleando las 39 caracteristicas o parametros de la TRIZ se llega a las siguientes conclusiones: Caracteristica que se desea mejorar: Productividad, o sea el parametro 39 "Capacidad/Productividad".

(

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos de estudio 105 El Oxigeno es la sustancia que se pierde durante la produccion de peces, por lo que se considera el parametro 23, "Perdida de sustancia". Con 39 y 23 se entra a la matriz de contradiccion,la cual sugiere los siguientes principios: 10.-Accion previa. 23.- Retroalimentacion. 28.- Reemplazar el sistema mecanico. 35.- Transformacion de propiedades. Existen varias soluciones posibles a este problema, el que sugiere el investigador es instalar un compresor mediante el cual se mezcla agua y aire, en una camara de alta presion, antes de que el agua sea enviada al estanque, con lo que esta se satura de Oxigeno. Las sugerencias tomadas son la 10, "accion previa" y 35, "transformacion de propiedades", en ese caso saturar el agua con O,. Esta agua se envia al estanque y la productividad aumenta. Los autores de esta obra tienen otra sugerencia y es inyectar Oxigeno puro al flujo de agua que alimenta el estanque (sugerencia 10)y si es posible, disminuir un poco la temperatura del agua de repuesto ya que la solubilidad de los gases en agua es inversamente proporcional a su temperatura. En Israel, se tiene un sistema de produccion piscicola, en gran escala, en la cual se inyecta Oxigeno puro al agua de los estanques. El Oxigeno se obtiene mediante electrolisis del agua y la electricidad se genera mediante celdas fotovoltaicas que aprovechan la energia solar. Como la molecula de agua es H,O, durante su descomposicion, tambien se obtiene Hidrogeno que es un combustible muy limpio y que puede ser comercializado con lo que todo el sistema se hace sustentable, economica y ambientalmente. Caso de estudio 5: Patente Rusa del coautor Enrique Rico Arzate: Descripcion general del problema a resolver. En un proceso industrial quimico era necesario emplear un catalizador1 liquido (complejo de molibdato)para que dos sustancias, "A" y "Bu,tambien en fase liquida, reaccionen para obtener un producto final "C" de acuerdo a:

' Catalizador:sustancia que acelera reacciones quimicas pero que permanece inalterada y puede emplearse una y otra vez. 1

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A

+ B + C a t a l i z a d o r - C + Catalizador + A + B (residuales)

El proceso se llevaba a cabo por lotes puesto que las reacciones y los productos finales se encontraban mezclados en una fase liquida. Una vez terminada la reaccion se descargaba el reactor, enviando toda la mezcla a otro proceso en donde eran separados los diferentes componentes. El catalizador se regresaba al reactor para acelerar las reacciones del siguiente lote. La figura siguiente representa esquematicamente el sistema: Producto "C"

u*

+

ww

Productos mezclados + Catalizador

1

Figura 13.1. Esquema del proceso planteado en el caso de estudio 5. Los factores negativos del proceso debido a los cuales el investigador sugirio un cambio tecnologico fueron los siguientes:

1. La gran mayoria de los procesos industriales que se llevan a cabo en lotes son muy ineficientes debido a las perdidas de tiempo, tanto en la carga y descarga de los equipos como en la mano de obra involucrada. 2. En el proceso que aqui se describe, la recarga del catalizador de nuevo al reactor, involucra tiempo adicional. 3. Los procesos por lotes no pueden automatizarse con la misma efi-

ciencia que aquellos de flujo continuo. 4. La productividad tambien sufre perdidas por los puntos anteriores.

-

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos da estudio

107

,.,

En base a lo anterior se sugirio una solucion "ideal mediante la cual el catalizador llevara a cabo su funcion de acelerar lps reacciones y pareciera dentro del reactor por si mismo. dejando que saliera el producto final "C". El siguiente esquema representa esa SO^^,^^, ,,ideal,,.

O Reactor

+

Pr~ducto"C"

Catalizador Fijo

Figura 13.2. Esquema del proceso con la solucion propuesta.

Una vez visualizada la solucion "ideal", el investigador revisa los 40 principios de inventiva del Profesor Altshuller, sugiriendo o "retener" el catalizador dentro del reactor, para lo c u q llega a las siguientes conclusiones. Sera necesario llevar a cabo una "accion previa" (principio para fijar el catalizador sobre un soporte que se encuentra deqt, del Para ello se requerira de un "mediador" (principio 24) el cual se gara de retenefal catalizador. Finalmente se decide que dicho mediador debe ser un "material poroso" (principio 31) por s~ alta superficie de contacto y su bajo peso por unidad de volumen (denQidad). producto servira como "soporte" al catalizador. Dicho prodllcto fue y es un alcohol polivinilico de alto peso molecular, que actualmente se sigue empleando en la industria sovietica con gran exito. El Q , poroso ~ retiene al catalizador debido a que forma enlaces q u i ~ i c ocon s el, permitiendo que lleve a cabo su funcion de acelerar las reacciones pero no dejando que salga del equipo. La solucion que finalmente resolvio el problema, de una manera muy brillante. fue motivo de la obtencion de una patente rusa para uno de los coautores del presente libro. misma que se presenta en la figura siguiente: Aclaracion: Es bueno senalar. para evitar chalquier tipo de mal entendido, que en la Union de Republicas SocialistasSovieticas,no existe el concepto de patente, a los investigadores que aportes novedosos a la ciencia o la tecnologia se les otorga un "certificado de Autor", que en este caso es el numero 663695, copia del tual se presenta como figura 13.3.

~

~

~

~

~

~

Fig. 13.3. Patente de la URSS, generada del caso de estudio 5. La flecha indica el nombre del investigador, Enrique Rico Arzate, y su pais de origen, Mexico.

Aplicacion de la MATRIZ de contradiccion en casos de estudio 109

Como puede apreciarse, el uso de la matriz de contradiccion permite resolver un problema como los planteados, en cuestion de minutos o de horas en comparacion con meses e inclusive anos sin ella, ahi radica el gran aporte del Profesor Altshuller a la ciencia y la tecnologia. Se sugiere, al lector interesado en casos de estudio mas complejos, que consulte las obras de Kaplan2,Altshuller", RantanenI3y Or10ff~~. Solucion al segundo caso de estudio (tarea). Objeto en movimiento: el agua. Objeto estacionario: las manos enjabonadas y suciedad. A mayor tiempo de accion del objeto movil (agua) mejor se lavan las manos. Caracteristica 15.Si se emplea poca agua, el objeto estacionario queda enjabonado y sucio, lo que significa un efecto indeseable. Caracteristica 31. La matriz de contradiccion sugiere las opciones siguientes: Caracteristica No 16.-Accion parcial o excesiva. Caracteristica No 21.- Hacerlo a mayor velocidad. Caracteristica No 22.- Convertir algo negativo en benefico. Caracteristica No 39.- Ambiente inerte. La opcion mas adecuada es introducir una sustancia inerte como el aire atmosferico (un recurso "invisible"). Ya existen en el mercado las llamadas "llaves ahorradoras", que tienen un diseno especial, en la salida del agua, que mezclan el aire con el liquido y asi, con menos agua, se tiene una mejor limpieza. Los ahorros estimados son cercanos al 50%. Dichas llaves se pueden adquirir en cualquier tienda de autoservicio.

A continuacion se presenta un diagrama en el cual se sugieren las etapas principales a seguir, para resolver un problema de inventiva o innovacion tecnologica.

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PROBLEMA

ENCONTRAR LA CONTRADICCION QUE DEBE ELIMINARSE

DETERMINAR LA CARACTER~STICA, DEL SISTEMA TECNOLOGICO, QUE SE DESEA MEJORAR Y CUAL EMPEORA, DE LAS 39 PROPUESTAS POR ALTSHULLER

1

ENTRAR A LA MATRIZ DE CONTRADICCI~N

1

TRATAR DE ELIMINAR LA CONTRADICCION CON ALGUNO DE LOS 40 PRINCIPIOS

Fig. 13.4. Diagrama de flujo para resolver un problema de inventiva o innovaci6n tecnologica segun la TRIZ.

Ejemplos miscelaneos de aplicacion de la TRIZ Dado que un topico como el que se trata en esta obra no puede estar completo sin ejemplos, a continuacion se presentan varios de ellos. La mayoria son muy simples y solamente requieren una revision muy rapida de los 40 principios fundamentales del profesor Altshuller para resolver el problema planteado, otros son un poco mas complejos. 1.-Cuando se entrenan corredores de fondo (maratonistas),en paises donde la temperatura baja considerablemente en invierno, es imposible entrenar en exteriores. La solucion que sugiereAltshuller es el principio No13, "Hacerlo al reves", es decir, lo estacionario hacerlo movil y lo movil estacionario. Dentro de un gimnasio se coloca una maquina cuya banda avanza a la velocidad requerida (suelo), mientras que el corredor permanece sin moverse longitudinalmente; de esta forma se puede entrenar sin ningun problemalg.

2.- En 1960, la Union de Republicas Socialistas Sovieticas coloco en orbita un satelite que debia ser inflado para tener una mayor area de captacion de energia solar y asi poder funcionar por largo tiempo. El diametro del satelite al ser lanzado fue de 67 centimetros y su diametro en orbita debia ser de 30 metros. Se debe recordar que en el espacio exterior no hay aire, por lo cual se recurrio al principio No29, "Construccion neumatica o hidraulica". Dentro del satelite se llevaron pequenos cilindros con bioxido de Carbono a presion, al llegar a la orbita carrespondiente, ese gas fue el que permitio inflar el satelite al tamano requerido19.

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3.- Cuando es necesario recubrir las paredes de un cuarto con papel tapiz tradicional, el proceso requiere de una aplicacion previa de adhesivo sobre el muro a recubrir, proceso laborioso y tardado, que en ocasiones produce escurrimientos y manchado del piso. Sobre ese adhesivo se coloca el papel. Actualmente, la gran mayoria del papel tapiz emplea el principio No25, "Autoservicio", es decir, ya contiene adhesivo en la cara interior, cubiertopor una pequena pelicula plastica, la cual se retira y el papel se aplica directamente sobre la pared ahorrandotiempo y mano de obra, ademas de que ya no reproducen escurrimientosni se mancha el piso21. 4.- Tiempo atras, cuando una persona tenia depositos minerales en los rinones ("piedras"), era necesaria una intervencion quirurgica con estancia hospitalaria para extraer dichos depositos. Actualmente, mediante la aplicacion de un campo acustico de ultrasonido, es posible fragmentar las "piedras" en pequenas particulas, sin necesidad de la operacion. Los fragmentos son expulsados en la orina del paciente sin dolor. El principio empleado aqui es el No18, vibracion mecanica.

5.- En un parque industrial, se presentaba el siguiente problema: Una industria descargaba aguas residuales con alta acidez estando fuera de la norma correspondiente.En otra industria, de ese mismo complejo industrial, se descargaban aguas con una alta alcalinidad. La solucion fue emplear el principio No22, convertir algo danino en benefico. Se instalo una tuberia para unir ambas descargas, las cuales se neutralizaron y asi se cumplio con la norma aplicable. Mas tarde se decidio reciclar el agua despues del tratamiento correspondiente.

6.- Un caso muy conocido es el del gas licuado del petroleo, el cual en su estado natural carece de olor y por lo tanto, en caso de presentarse una fuga, es imposible detectarla mediante el olfato. La solucion fue introducir un compuesto cuyo olor penetrante fuera inconfundible (mercaptanos).Actualmente, en caso de una fuga, esta se puede detectar facilmente. El principio empleado fue el No10, accion anticipada. 7.- Historicamente, los recipientes metalicos para conservar bebidas eran elaborados de Fierro, material pesado que requeria ser recubierto, internamente, por una pelicula plastica para evitar la oxidacion del metal y la contaminacion del liquido que contenia la lata. Al paso del tiempo se cambio el Fierro de la lata por Aluminio, con lo que se

Ejemplos miscelaneos de aplicacion de la TRIZ

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resolvieron los problemas de peso, oxidacion y contaminacion del contenido. Por otro lado surgio un nuevo problema ya que el Aluminio es mas costoso que el Fierro, lo cual llevo a su reciclado y a la proteccion del ambiente. Aqui no se menciona ningun principio dado que el objeto de este ejemplo es ilustrar la evolucion de un sistema tecnologico.

8.- El uso de un recurso "invisible" se ilustra con el siguiente ejemplo: Cuando se bucea en aguas relativamente frias (entre 5 y 15 "C) se hace necesario el uso de trajes de neopreno. Estos trajes permiten que penetre una pequena cantidad de agua entre el traje y el cuerpo del usuario formando una pelicula delgada del liquido, la cual, rapidamente se calienta a la temperatura corporal del buzo, aislandolo termicamente y por lo tanto manteniendo su calor corporal. El principio empleado fue el No30, uso de membranas flexibles o peliculas delgadas. 9.- Los populares pantalones de mezclilla ("blue jeans"), destenidos, anteriormente eran sometidos a un proceso de lavado muy energico para eliminar parte de su color, en grandes maquinas lavadoras de ropa, a las que se les adicionaba detergente, con un costo en agua, detergente y energia muy elevado.Actualmente se usan enzimas que decoloran la tela y que solamente requieren una agitacion muy leve sin el uso de otros productos. El principio empleado fue el 24, mediador, que son las enzimas. 10.- Es de todos conocida la forma como funcionan los convertidores cataliticos de los modernos automoviles. Sin dicho aditamento, los gases que emitian los vehiculos de combustion interna eran, entre otros: Por una parte: Oxidos de Nitrogeno, generados al combinarse el Oxigeno y el Nitrogeno del aire, a una alta temperatura. Notese que estos gases, en condiciones normales de temperatura y presion, no se combinan, de hecho los respiramos todos los dias y a todas horas, pero cuando se incrementa la temperatura si forman los daninos oxidos de Nitrogeno. Por otro lado, durante una combustion incompleta, el Carbon contenido en los combustibles fosiles se transforma en monoxido de Carbono (CO) el cual es un compuesto altamente toxico debido a su alta afinidad con la hemoglobina de la sangre y debido a ello, desplaza al Oxigeno, dentro del torrente sanguineo, pudiendo provocar la muerte

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de la persona expuesta a ese gas. En una combustion completa, el Carbono se combina con el Oxigeno obteniendosebioxido de Carbono (CO,), gas que no es toxico pero que puede producir la muerte, de una persona expuesta a el, en un recinto cerrado, debido a que desplaza al Oxigeno del aire, al reducir su presion parcial. En un convertidor catalitico, se recombinan los gases toxicos (NO,

y CO) de la siguiente manera: A los oxidos de Nitrogeno se le "quita" el Oxigeno para "darselo" al monoxido de Carbono y asi emitir por el escape Nitrogeno en la misma forma como entro, es decir N, y descargar CO,. Las reacciones que se llevan a cabo son las siguientes, para algun lector que le guste la quimica:

El principio empleado es el 24, Mediador, los elementos que sirven como catalizadores de las reacciones senaladas. 11.- Una empresa minera que extrae Oro, genera grandes cantidades de residuos minerales que contienen concentraciones elevadas de Fierro metalico, el cual es insoluble en agua. Estos residuos todavia contienen Oro en pequena concentracion que es conveniente extraer. Los altos ejecutivos de la empresa contrataron a un experto en recuperacion de metales por metodos biologicos, el cual recomendo el tratamiento de los residuos, por medio de unas bacterias llamadas Tiobasillus ferrooxanadas. Estos microorganismos transforman el Fierro metalico en Oxido Ferroso, que es soluble en agua y por lo tanto ya es posible separar el Oro del residuo, por metodos conven~ionales~~. El principio empleado es el 24, Mediador o sean las bacterias. 12.- El gasto energetico para mantener el agua caliente, en albercas al aire libre, es relativamente elevado, sobre todo en el invierno. Para enfrentar dicho problema, se ha desarrollado un sistema mediante el cual se recubre la superficie expuesta del agua, en especial durante la noche, cuando la piscina no se ocupa, con laminas de poliestireno, las cuales actuan como aislante. Dependiendo de la temperatura nocturna

Ejemplos miscelaneos de aplicacion de la TRIZ

i

:

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del aire, los ahorros, en el consumo de combustible, varia entre 14 y 25%. Principio de la TRIZ empleado: 30. Membranas flexibles o peliculas delgadas. Ejemplos de la TRIZ en la naturaleza: En realidad la TRIZ es una manera de comprender el mundo que nos rodea, mediante reglas, algoritmos y la util Matriz de Contradiccion, sin embargo la naturaleza emplea la TRIZ de una forma implicita. Lo que el Profesor Altshuller logro fue resumir sus observaciones en esa metodologia, sin embargo, en los siguientes ejemplos se prueba que la naturaleza tambien resuelve contradicciones de una forma muy creativa e innovadora. Ejemplo 1.-Muchas aves acuaticas, tienen una delgada membrana entre los dedos de sus patas para poder nadar mejor, el hombre ha copiado tal diseno en las aletas de buceo autonomo. La contradiccion resuelta es tener una gran superficie de contacto y un bajo peso"'. Principio de la TRIZ empleado: No 30. Membranas flexibles o peliculas delgadas. Ejemplo 2.- En este caso el Profesor Darrell Mann, experto britanico en la TRIZ, senala una caracteristica que tiene la piel de los tiburones, que son los animales mas veloces en el oceano. Su piel se encuentra cubierta de pequenas escamas que permiten la formacion de una muy delgada capa de agua, la cual reduce el coeficiente de friccion del animal al nadar y por ello, aunado a su forma aerodinamica, es que logra altas velocidades al desplazarse en el mar. Este principio ya lo emplean los nadadores olimpicos mediante un largo traje de neopreno, muy delgado, que usan de la cintura a los tobillos y que esta recubierto de minusculas escamas similares a las de los tiburones, gracias a ese traje es que han logrado reducir sus tiempos de nado3'. Principio de la TRIZ empleado: No 3. Calidad local. Ejemplo 3.- Las semillas de "diente de leon" y algunas otras, para dispersarse, tienen una pequena "borla" hecha de fibras muy delgadas que les permite desplazarse grandes distancias al ser arrastradas por el viento a manera de un pequeno paracaidas3'. Principios de la TRIZ empleados: No 1. Segmentacion de las fibras; No 24. Mediador, el aire y No 25. Autoservicio, es decir se sirve la semilla a ella misma.

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Ejemplo 4.- La interesante caracteristica que tienen animales como el camaleon y el pulpo, entre otros, para cambiar de color y rnimetizarse con su entorno lo cual les permite cazar y esconderse de sus depredadores. Principio de la TRIZ empleado: No 32. Cambio de color. Ejemplo 5.- Muchas aves acuaticas asi como halcones y aguilas, al cazar, localizan a sus presas desde las alturas y se dejan caer flexionando sus alas hacia atras para tener una forma mas aerodinamica y descender a una gran velocidad. Principio de la TRIZ empleado. No 15. Incremento dinamico o dinamismo. Ejemplo 6.- La gran mayoria de las flores, pero en especial las de colores muy claros o blancas, como el loto, se mantienen limpias todo el tiempo a pesar de encontrarse en ambientes sucios con polvo y otras impurezas que pudieran mancharlas. La razon de ello es que tienen sobre sus petalos una capa muy delgada de cera que repele las particulas de suciedad y el agua. En caso de que caiga alguna particula de suciedad, esta queda retenida, por algun tiempo, sobre el petalo y cuando cae agua, la gota la captura, por tension superficial, arrastrandola fuera de la flor. Se puede decir que las flores tienen la capacidad de autolimpiarse. Este principio ya lo comercializa una empresa europea en la elaboracion de pinturas que repelen al polvo y el aguaz1.Mayor informacion al respecto en: www.lotusan.com. Principios de la TRIZ empleados por las flores: No 25. Autoservicio y No 30. Membranas flexibles o peliculas delgadas. Ejemplo 7.- Las plumas de los pinguinos tienen una estructura muy parecida al cierre "VELCRO", tan popular en muchas prendas de vestir. Esa caracteristica hace que se entrelacen, muy fuertemente, cuando el animal nada en las frias aguas polares, formando una pelicula muy delgada pero aislante. Cuando el pinguino sale a tierra, las plumas se "desenganchan" y se "esponjan", atrapando una pelicula muy delgada de aire que aisla el cuerpo del animal del frio viento de esas latitudes". Mayor informacion en: www.rdg.ac.uk/biornim. Principio de la TRIZ empleado por los pinguinos: No 17. Transicion a otra dimension. En este caso se refiere a que las plumas en el agua se adhieren al cuerpo del animal, formando una capa de dos dimensiones y en tierra, se "esponjan" a tres dimensiones. No30. Membranas flexibles o peliculas delgadas.

Ejemplos miscelaneos de aplicacion de la TRIZ

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Existe una nueva ciencia que se dedica al estudio de plantas y animales para descubrir como es que la naturaleza resuelve las contradicciones que enfrentan los seres vivos, esta rama de la ingenieria se llama "Biornimetica" y existe mucha informacion al respecto en la INTERNET. Una de las universidades que mas proyectos de investigacion tiene en ese topico es la Universidad de Reading en Inglaterra, su portal es: www.rde.ac.uk. Se sugiere al lector que consulte dicho portal, se sorprendera de la creatividad e innovacion que tiene la naturaleza.

La TRIZ aplicada al desarrollo sustentable

Como ya se vio, en el capitulo correspondiente, una de las revoluciones industriales contemporaneas es la relacionada con la proteccion del ambiente; si el entorno no se protege y se conserva adecuadamente, la supervivencia del ser humano, tal como lo conocemos, se encuentra en un serio peligro. Es por ello que se hace inminente el estudiar la manera de innovar los procesos de transformacion,de tal forma que se conserven los recursos naturales, incluyendo los energeticos, por el mayor tiempo posible, con objeto de desarrollar tecnologias novedosas que puedan prescindir de ellos. Tal es el objetivo del Desarrollo Sustentable, que por primera vez propuso la Comision Brunthland y que en pocas palabras dice: El desarrollo Sustentable es:

"Aquel desarrollo que permita, a las generaciones actuales, satisfacer sus necesidades mas apremiantes, pero al mismo tiempo protegiendo y conservando los ecosistemas del planeta, de tal manera que las generaciones futuras tambien sean capaces de satisfacer sus propias n e ~ e s i d a d e s " ~ ~ .

Para lograr lo anterior, como lo senala la TRIZ, es indispensable definir la causa que provoca el deterioro ambiental que sufre el planeta y para ello se hace necesario conocer algunos principios fundamentales que ayudaran a tal fin:

Los impactos ambientales que produce el hombre sobre el ambiene se dividen en:

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1. Periodicos: Son aquellos danos que suceden de vez en cuando como es el caso de un accidente nuclear, un derrame de petroleo sobre el oceano, un incendio forestal provocado, la guerra, etc. Todos ellos son de caracter temporal por lo que el ambiente tiene la capacidad de reponerse de ellos con el tiempo. 2. Constantes: En este caso son los impactos que producen las actividades del hombre de una forma constante, como es el caso de los humos y gases de las chimeneas, las descargas de aguas residuales, la generacion de residuos de todos tipos, las emisiones de los escapes de los vehiculos, el ruido, etc. Como estos impactos son constantes y crecientes, el ambiente no tiene la capacidad de reponerse de ellos lo cual provoca el deterioro que todos observamos en el entorno.

Otro concepto que es basico para comprender el dano que sufre el ambiente es la llamada "Segunda Ley de la Termodinamica" y que pocas personas pueden relacionar con el deterioro ambiental. Dicha ley expresa: Segunda Ley de la Termodinamica: "Todos los sistemas termicos, quimicos y bioquimicos, en los que intervenga la transformacion de la materia y/o energia, la energia inicial concentrada,se transformara en: trabajo util y energia disipada, en forma de calor y materia no utilizada "27. A esta energia o materia no utilizada es lo que se conoce como "contaminacion". Para entender mejor la Segunda Ley de la Termodinamica se recurre a un ejemplo muy simple: Un sistema tecnologico como es el caso del automovil, requiere energia concentrada (gasolina)para que, mediante el proceso de combustion, dicha energia se transforme en trabajo util, es decir, llevar el vehiculo del punto "A" al punto "Bu,sin embargo, dado que no toda la gasolina se transforma en movimiento, parte de ella se emite en el escape del automovil en forma de gases, vapores, particulas y calor, lo que se denomina "contaminacion" y es la energia disipada que no fue aprovechada. En el universo en que vivimos nunca se podra aprovechar la energia concentrada en un 100% y esa es una de las limitantes por las

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cuales, en los procesos de transformacionmencionados, siempre se generara algun tipo de contaminacion sobre el ambiente. Otro ejemplo es el propio ser humano el cual requiere energia concentrada (alimento), que mediante el metabolismo se convierte en trabajo util, es decir que el individuo siga con vida y realizando sus actividades cotidianas, pero por otro lado se generan desechos en forma de: sudor, excremento y orina que es la energia no aprovechada o contaminacion. Lo que la TRIZ pretende, es que dentro de la evolucion de los sistemas tecnologicos el aprovechamiento de la energia concentrada sea cada vez mas eficiente, tanto en el motor como en los organos de transmision y de trabajo. Para entender mejor lo anterior se puede retomar el ejemplo del automovil. El primer coche, salido de los talleres de Henry Ford, tenia una eficiencia, en el uso del combustible,cercano a dos Kilometros por Litro. Al paso del tiempo, esa eficiencia se mejoro en gran medida y actualmente se pueden adquirir automoviles comerciales con una eficiencia cercana a los 18 Kilometros por Litro. En prototipos de varios fabricantes de automoviles, en especial de Volkswagen y de Renault, la literatura reporta eficiencias de combustible entre 45 y 68 Kilometros por Litro. Por otro lado, la empresa Toyota, ya ha colocado en el mercado europeo y estadounidense un automovil hLbrido que usa gasolina y tiene un motor electrico, el rendimiento reportado es de 80 Kilometros por Litro y el precio del automovil es similar a un coche semi-compacto (www.toyota.com)28. Dentro de la industria tambien se sigue un patron similar, es decir, hacer los procesos mas eficientes, tanto en el uso de las materias primas como de la energia, para mayor informacion al respecto se puede consultar una obra de los autores27.Esta tendencia se ha centrado, principalmente en los siguientes aspectos: a) Aprovechamiento mas eficiente de la energia. b) Reduccion, Reuso y/o Reciclado de materias primas (las 3R). c) Prevencion o minimizacion de la contaminacion ambiental. d) Cambio de materiales peligrosos a otros menos riesgosos o completamente inocuos.

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e) Procesos mas silenciosos y con menor grado de vibracion mecanica. f)

Uso de materiales biodegradables, en el ambiente, a un corto plazo.

En el Desarrollo Sustentable, la TRIZ va a tener un lugar preponderante ya que sera la base de los nuevos inventos, disenos e innovaciones tecnologicas futuras, incluyendo las relacionadas con la proteccion ambiental. Actualmente ya existen grupos de expertos en la TRIZ trabajando en la aplicacion de esa tecnica en el area ambiental, como es el caso que se menciona en el TRIZ Journal de marzo 2003 bajo el titulo: "Support: Sustainable innovation tools proyect". En este interesante articulo aparece el siguiente esquema:

innovacion para el Desarrollo Sustentable

Produccion mas Limpia

A continuacion se presenta una serie de ejemplos comerciales al alcance del publico en general, en los que se demuestra la manera en como, la innovacion tecnologica, puede llevar al tan deseado Desarrollo Sustentable de la sociedad humana. Ejemplo No 1.-Lampara de mano que nunca requerira de pilas o alguna conexion electrica externa: En el diseno de este tipo de lampara se empleo el principio electromagnetico de Faraday, el cual senala que cuando un iman se mueve dentro de un embobinado metalico, se genera una corriente electrica, misma que se acumula en un capacitor. Esta lampara produce luz, durante 5 minutos por cada 15 segundos que se agite vigorosamente. Nunca requerira de pilas. Se le llama la lampara para "siempre", ('~oreverf2ashlight"). Mayor informacion sobre el producto en: www.foreverflash1ipht.com. Principio de la TRIZ que se emplea: No 10. Accion previa.

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Beneficios ambientales del producto: Eliminacion de pilas, reduccion de residuos solidos generados, sustentabilidad. Ejemplo No 2.- En muchos hogares asi como en hospitales, restaurantes, hoteles, etc., se tienen sistemas de desinfeccion de agua que emplea un proceso llamado "Osmosis inversa", el cual elimina muchas impurezas como son sales minerales y bacterias. La base de ese proceso es el uso de membranas semi permeables y alta presion para hacer pasar el agua, por dichas membranas, las cuales retienen los contaminantes, evitando asi el uso de productos quimicos como el Cloro que puede provocar algunas enfermedades gastrointestinales.Existen muchas empresas en nuestro pais que venden dichos purificadoresZ5. Principio de la TRIZ que se emplea. No 30. Membranas flexibles o peliculas delgadas. Beneficios ambientales del producto: Reuso de aguas contarninadas con sales y bacterias; eliminacion de productos quimicos daninos. Ejemplo No 3.- Varias empresas transportadoras de productos precederos, que emplean grandes contenedores, dividen estos en secciones y en cada seccion pueden transportar distintos productos a diferentes temperaturas con el ahorro correspondiente en energiaz5. Principio de la TRIZ que se emplea: No 1. Segmentacion. Beneficios ambientales del proceso: Ahorro de energia. Ejemplo 4.- La empresa LGE de Asia, comercializa un tipo especial de lavadora de ropa que ya no emplea el movimiento centrifugo del agua ni detergente. El principio en el que se basa la operacion del equipo es el uso de ultrasonido, el cual desprende la suciedad de las prendas de ropa. Una vez terminada la etapa acustica, la ropa simplemente se enjuaga con un poco de agua. 1

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Mayor informacion sobre el producto en: www.l~e.com. Principio de la TRIZ que se emplea en el proceso: No 18. Vibracion mecanica (ultrasonido). Beneficios ambientales del equipo: Ahorro de agua; reduccion de la contaminacion por detergentes ya que ahora no se requieren; ahorro

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de energia dado que ya no se necesitan los grandes motores de las lavadoras tradicionales. Ejemplo No5.- La empresa CASI0 ha lanzado al mercado una celda de combustible muy eficiente cuya base es la generacion de Hidrogeno a partir del alcohol conocido como Metanol. El Hidrogeno se emplea para producir electricidad mediante un catalizador especial patentado por la misma empresa. La eficiencia de conversion es de 98%, mucho mayor que cualquier otro tipo de celda de combustible en el mercadoz5. Principio de la TIUZ empleado en la celda: No24. Mediador, que se refiere al catalizador. Beneficios ambientales de la celda: Reduccion en el uso de energeticos. Ejemplo No6.- El teclado de las computadoras ya no sera real en el futuro. La empresa europea VKB ha desarrollado un teclado virtual, empleando LASER, que proyecta dicho periferico sobre cualquier tipo de superficie plana. El usuario puede ver el teclado y usarlo normalmente. Este sistema tambien elimina el "raton"25. Mayores informes sobre este producto en: www.vkb.co.il. Principio de la TRIZ empleado en el producto: No26. Copiado. Beneficios ambientales del producto: Reduccion en el consumo de materias primas y en el proceso de fabricacion de los teclados. Ejemplo No7.- Una de las novedades mas interesantes que presenta la literatura sobre productos de vanguardia, en telec6municacionesf es el nuevo telefono celular desechable, fabricado por la empresa "Hopon". Dicho artefacto esta elaborado con plastico reciclado y se vende con tiempo aire incluido, de tal manera que el precio real del telefono es relativamente bajo. La literatura reporta que por $5.00 (cinco dolares) se puede obtener un telefono celular a cambio, del agotado, mas el tiempo aire que se quiera comprar. El telefono usado se vuelve a fundir o se puede recargarz5. Mayores informes sobre el producto en: www.hov-on.com.

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Principio de la TRIZ empleado en el telefono: No 27. Reemplazar un objeto costoso por uno barato. Beneficios ambientales del producto: Reduccion en la generacion de residuos solidos; reciclado. Ejemplo: No 8.- La empresa "Gabby Technology" fabrica vajillas desechables elaboradas 100% con materiales organicos biodegradables a partir de fibras vegetales y almidon. Una vez usados los recipientes se les aplica agua para hidratarlos y se usan como forraje para animales de granja, en especial vacunos. Los precios de las vajillas son mas bajos que los productos similares, son ademas resistentes al calor y se pueden usar en los hornos de microondas. No se emplean aditivos peligrosos en su fabricacionz5. Mayores informes sobre las vajillas en: www.eabbvtech.com. Principios de la TRIZ empleados en el producto: No 27. Reemplazar un objeto costoso por uno barato y No 33. Material homogeneo. Beneficios ambientales del producto: Biodegradabilidad del producto, uso sustentable de materias primas. Ejemplo No 9.- Sanyo ha presentado una lavadora de ropa que emplea el proceso de electrolisis del agua, con lo cual ya no se necesita emplear detergentes. El principio empleado es dual, por una parte se aplica ultrasonido para desprender la suciedad de las prendas de ropa y por otro lado, el Oxigeno desprendido en la electrolisis del agua disuelve la materia organica. El agua empleada, se filtra y se reciclaz5. Mayores informes sobre la lavadora en: www.sanvo.co.iv. Principios de la TRIZ empleados en el producto: No 18. Vibracion mecanica (ultrasonido) y No 38. Uso de oxidantes fuertes. Beneficios ambientales del producto: Ahorro de agua y eliminacion de los detergentes. Ejemplo No 10.- La "Shin Diing Painting Company", ha patentado y presentado al publico consumidor una nueva pintura de muros y techos que contiene pequenas esferas microscopicas plasticas en cuyo interior se ha producido vacio. Al ser aplicadas, junto con la pintura, forman una capa aislante que mantiene el interior del recinto en condi-

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ciones tales que en invierno se requiere de muy poca calefaccion y en verano se reduce el consumo de energia para el aire acondicionad^^^. Principio de la TRIZ empleado en el producto: No39. Uso de material inerte. Beneficios ambientales del producto: Reduccion en el uso de energia. Ejemplo No 11.Varios inventores mexicanos, egresados del Instituto Politecnico Nacional, han desarrollado y comercializado unos muros especiales elaborados con residuos solidos metalicos, como latas, varillas y pedaceria de Fierro, todo ello, aglutinado con cemento de alta resistencia. Tales muros se prefabrican y pueden ser utilizados tanto en interiores como en exteriores. Mayor informacion sobre esos muros en el Departamento de Vinculacion con el sector productivo del Instituto Politecnico Nacional de Mexico. Principio de la TRIZ empleado en los muros: No40. Materiales compuestos.

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Beneficios ambientales del producto: Reciclado de materiales, uso sustentable de recursos. Ejemplo No 12.-Varias empresas fabricantes de celdas fotovoltaicas, para el aprovechamiento de la energia solar, comercializan pequenas placas flexibles con celdas solares (20 X 20 centimetros) para recargar baterias durante expediciones a lugares en donde se carece de luz electrica. Principio de la TRIZ empleado en el producto: No 24. Mediador, las celdas. Beneficios ambientales de las celdas: Sustentabilidad en el uso de energia. Ejemplo No 13. En este caso se presenta la problematica de una ciudad mexicana que enfrentaba un problema ambiental muy serio pero que ahora ya tiene una solucion integral en espera de ser implantada.

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La ciudad de La Piedad, en el estado de Michoacan, es famosa por la cria de cerdos pero tambien por los fuertes y penetrantes olores que se producen en las porquerizas y que se detectan Kilometros antes de llegar a ella. Por otro lado, el agua con que se limpian dichas instalaciones es vertida a canales abiertos que finalmente descargan a los rios cercanos o se emplean como agua de riego en los plantios de fresa, contaminandolos gravemente con microorganismos patogenos de los cerdos a tal extremo que se hace muy peligroso consumir dichas frutas. Para resolver el problema se han propuesto varias alternativas,entre las que se encuentra la instalacion de plantas de tratamiento de las aguas de lavado, mediante sistemas anaerobicos que, ademas de eliminar la materia organica indeseable, tambien producen gas metano, un combustible que puede emplearse como energia alterna. Finalmente, tambien se obtiene un abono organico para los terrenos de cultivo ya libre de todo tipo de microorganismos patogenos. Principios de la TRIZ empleados: No 22. Convertir un dano en un beneficio y No 24. Mediador, las bacterias anaerobicas que degradan la materia organica. Beneficios ambientales. Reduccion de la contaminacion del agua, generacion sustentable de energia, produccion de abono organico; aumento de la productividad del campo. Ejemplo No 14.- Un problema similar al anterior es el relacionado con los residuos domesticos biodegradables, en las grandes urbes. Del total de los residuos que produce una familia, se estima que entre el 38 y el 50% son desechos biodegradables. Una alternativa sustentable, que ya se tiene en funcionamiento en muchos paises europeos, es la conocida como "Lombricomposta", o sea la biodegradacion de los residuos organicos mediante las lombrices. Con esta tecnica se tienen los siguientes beneficios: a) Obtencion de abono organico de muy alta calidad por su alto contenido en nutrientes y micronutrientes, asi como de hormonas. b) Proteina animal en forma de lombrices que puede ser empleada como alimento de animales de granja, especialmente gallinaceas.

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c) Acidos humicos como extractos de los lixiviados de las camas de composteo, dichos compuestosson excelentes micronutrientespara las plantas, por lo cual la productividad de los campos aumenta considerablemente. Los autores de este libro han trabajado varios anos con la lombricomposta, aplicandola en cultivos organicos certificados de durazno, en el estado de Guanajuato, con resultados muy positivos y alentadores. (Se puede proporcionar informacion gratuita a cualquier lector, sobre este tema). Principios de la TRIZ empleado: No22. Convertir un dano en un beneficio; No24. Mediador, las lombrices. Beneficios ambientales del proceso: Reciclado de residuos organicos, produccion de proteina animal, obtencion de abono organico; sustentabilidad de todo el sistema Ejemplo No15.- Cultivos hidroponicos. Como ya se trato en el capitulo de los casos de estudio, uno de los principales problemas que enfrenta la humanidad es la falta de agua "dulce", por una parte y por la otra, su alto grado de desperdicio en la agricultura, ya que de toda el agua que consume el hombre, se estima que el 70% se destina a ese rubro y de esa cantidad se pierde entre el 50 y el 68%, dependiendo del tipo de suelo, es decir, los terrenos arenosos casi no retienen agua y los arcillososno permiten que penetre y se pierde en forma de escurrimiento superficial. Al llevar a cabo un analisis de esa problematica se ha llegado a la conclusion de que una alternativa viable es o cambiar las caracteristicas fisicas del suelo o definitivamente prescindir de el. En relacion a la primera propuesta, ya se trato con el uso de un hidrogel, aqui se abordara la hidroponia. La hidroponia es una tecnica que ya no requiere tierra de cultivo sino que se vale de sustratos inertes que solamente sirve para que la planta se sostenga y las raices absorban los nutrientes que el agricultor les proporciona con el agua de riego. Algunos expertos sugieren que esa tecnica sera la base de la agricultura del futuro e inclusive senalan que para la colonizacion del espacio exterior es la unica alternativa.

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Con la hidroponia se logran ahorros considerables en el uso del ua, que van desde un 60 hasta un 85%, en sistemas de ciclo cerrado, decir, que el agua de riego se recircula y solo se repone la que la anta transpira. Por otro lado, se han logrado eficienciasde recuperaon del agua de un 90%, en invernaderos cerrados, en los que el agua e transpiran los vegetales, se condensa en las paredes del invernadey se recicla.

La hidroponia presenta muchas otras ventajas para el agricultor, mo son los rendimientos por hectarea, el control de las plagas, el alto lor de mercado de los productos, etc. Sin embargo tambien es necesao reconocer que demanda fuertes inversiones economicas cuando se ta de instalaciones industriales, no asi a nivel domestico, en donde es mpetitiva con los cultivos tradicionales.

Principios de la TRIZ empleados en hidroponia para el ahorro de ua: No10.Accion anticipada o sea prescindir del suelo; No24. Mediar, el sustrato.

Beneficios ambientales del sistema:Ahorro de agua, alta productidad en los cultivos, sustentabilidad.

Ejemplo No16.- En el proceso de pintado de las carrocerias de los tomoviles, antiguamente se empleaban pinturas con un solvente devado del petroleo, con los impactos y riesgos que ello tenia. Mas tarde cambio dicho solvente por agua, con lo cual muchos problemas amentales se resolvieron y finalmente, en la actualidad, se recurre a un curso "invisible" como solvente, es decir el aire.

El proceso es el siguiente: La pintura, en forma de un pigmento lido, se mezcla con aire, en una boquilla especial, de un aspersor. En cho componente, al pigmento tambien se le confiere una carga estatielectrica positiva. Por otro lado, la carroceria es cargada negativaente. Al llevarse a cabo el proceso de pintado, el pigmento se adhiere a carroceria por las caracteristicaselectrostaticasde esta. Una vez terinado el proceso de pintado, la carroceria se envia a un horno de "cudo" donde se funden las particulas de pigmento sobre el metal, de anera permanente2'.

Principios de la TRIZ empleados en este proceso: N 1.Segmentaon de la pintura en pequenos pigrnentos y No24. Mediador, el aire.

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Beneficios ambientales del proceso: Eliminacion de la contaminacion ambiental por solventes derivados del petroleo, eliminacion del agua como solvente. Ejemplo No17.- En la limpieza de equipo electronico de alta precision, principalmente de uso militar, se empleaban unos compuestos denominados Clorofluorocarbonos(CFC), sin embargo, se descubrio que, estos compuestos, destruyen la capa de Ozono terrestre que protege al planeta de la peligrosa radiacion ultravioleta proveniente del sol, lo que ha llevado a que se restrinja su uso. Actualmente, para limpiar los equipos mencionados, se emplea bioxido de Carbono en condiciones supercriticas de presion y temperatura, ya que asi actua como un liquido muy penetrante, disolviendo todo tipo de suciedad. Los aparatos a ser limpiados se colocan en recipientes hermeticos a los cuales se les inyecta COZliquido. Una vez transcurrido un tiempo determinado, los instrumentos son llevados a otro recipiente que se encuentra a una presion y temperatura ambiente normal. El solvente se evapora y se recicla y los instrumentos quedan perfectamentelimpios y libres de CO?. Principios de la TRIZ empleados en el proceso: No24. Mediador, CO, en condiciones supercriticas y No36. Transicion de fase, cambio de liquido a vapor del COZ. Beneficios ambientales obtenidos: Proteccion de la capa de Ozono terrestre. Ejemplo No18;- En una industria que fabrica oxido de Titanio, se enfrentaba el problema de la generacion de residuos peligrosos, entre los que se encontraba el cloruro ferroso, segun se indica en el diagrama siguiente:

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CLORURO FERROSO (RESIDUO PELIGROSO)

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RESIDUOS SOLIDOS PELIGROSOS VARIOS

CONFINAMIENTO CONTROLADO

Fig. 15.1. Diagrama de flujo en el proceso de fabricacion de oxido de Titanio.

Debido a las estrictas normas ambientales y a los costos involucrados en enviar los residuos peligrosos a un confinamiento controlado, los altos ejecutivos de la empresa decidieron estudiar alternativas para minimizar, de alguna manera, el problema que enfrentaban, para lo cual recurrieron a su departamento de investigacion y desarrollo, donde un joven ingeniero, que recientemente habia tomado un seminario sobre la TRIZ, se ofrecio a presentar alguna alternativa al respecto. Al estudiar el diagrama de flujo de toda la empresa, el ingeniero descubrio que en otro proceso se desechaba una solucion de acido clorhidrico, la cual debia neutralizarse para cumplir con las normas corres-

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pondientes. Debido a los conocimientos en quimica, que tenia este joven, sugirio mezclar la solucion de acido clorhidricocon el cloruro ferroso para asi obtener cloruro ferrico, por oxidacion y vender el producto para el tratamiento de aguas turbias, dado que el cloruro ferrico es un excelente coagulante. El problema se resolvio al reducir, en gran medida, el volumen de residuos peligrosos generados al tiempo que se obtuvo una ganancia e ~ o n o m i c a ~ ~ . Principios de la TRIZ empleados en el proceso: No 22. Convertir un dano en un beneficio, es decir, eliminar dos residuos peligrosos para obtener un producto comercializable y No 38. Oxidacion acelerada. Beneficios ambientales obtenidos: Eliminacion de dos residuos peligrosos. Existe un numero considerable de casos de estudio en la literatura tecnica y sobre todo en la revista oficial de la TRIZ, que es el "TRIZ Journal", el cual se puede consultar, gratuitamente, en: www.trizjournal.com.

TRIZ en las instituciones de

ensenanza superior

Es un hecho innegable y triste que la gran mayoria de los egresados de las instituciones de educacion superior, en especial de ingenieria, tienen graves carencias en relacion a los conocimientos basicos que debieron haber obtenido durante sus anos de estudio. Lo anterior tiene muchas causas, que analizarlas van mas alla de los objetivos de esta obra, sin embargo, una de las que es indispensable abordar es la relacionada con la falta de vision de como, los conocimientosbasicos de fisica, quimica y matematicas, van a permitir al egresado de una carrera de ingenieria, resolver todo tipo de problemas, incluyendo los de innovacion tecnologica. Esa falta de vision no es solamente de los estudiantes sino tambien de sus maestros. Es por lo anterior que se sugiere incluir, dentro del programa de estudio de las carreras de ingenieria, la metodologia de la TRIZ, iniciando en los primeros anos de carrera y reforzandola al termino de la rnismal como ya sucede en varios paises de Europa y Asia. Actualmente (2004) en 1;s Estados Unidos de America, algunas universidades tambien ofrecen cursos sobre la TNZ. Lo ideal, como recomiendan algunos expertos en esa tecnica, es que se introduzca desde la escuela secundaria, = sin embargo, en nuestro pais eso no es ni remotamente posible por el alto grado de burocracia que impera en el ambito educativo mexicano y prueba de ello son los&oletos planes~programasde est2ti, no solo a nivel de secundaria sino tambien enla vreparatoria e inclusive en las universidades.

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Las principales ventajas de incluir a la TRIZ dentro de los programas de estudio, en las instituciones de ensenanza superior, en especial en aquellas que ofrezcan carreras de ingenieria, son las siguientes:

1. El estudiante y el egresado tienen una nueva manera de afrontar un problema tecnico, primeramente al aprender a plantearlo adecuadamente y de distintas formas. 2. Se ubica la zona de la contradiccion para eliminarla y no, como sucede actualmente, tratar de llegar a "compromisos" momentaneos que en realidad no son innovaciones tecnologicas. 3. Al aprender la metodologia de la TRIZ, el estudiante cuenta con

una herramienta muy poderosa que seguramente lo acompanara por el resto de su vida profesional, al tiempo que le otorga una amplia ventaja competitiva en relacion a otros egresados que no conozcan la TRIZ. 4. Comprobar que los conocimientos cientificos y tecnicos, vistos en las aulas, realmente sirven para algo y tienen una aplicacion directa en la solucion de problemas, mediante una metodologia perfectamente probada, los estudiantes y egresados ganan autoestima y confianza en si mismos, situacion que no sucede actualmente.

5. Se motiva al estudiante o egresado a que busque, por si mismo, problemas con las seguridad de que los podra resolver mucho mas rapidamente que otras personas que carecen de un sistema logico como es la TRIZ. 6. Una comunidad academica, versada en el uso y aplicacion de la TRIZ, es altamente creativa, innovadora, visionaria y propositiva de cambios que lleven a la sociedad a ser mas justa y equitativa.

Aqui tambien es conveniente senalar que los estudiantes y egresados que aprendan la TRIZ, van a enfrentarse con una serie de problemas como son: a) Si sus maestros no estan familiarizadoscon la TRIZ, seran los primeros que se opongan a su uso, por simple ignorancia. b) Con los companeros que no conozcan dicha metodologia o que no

la entiendan, tambien se generaran fricciones.

TRIZ en las instituciones de ensenanza superior

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c) Con las autoridades de sus escuelas, seguramente tendran problemas, al sugerir cambios en los programas de estudio para hacerlos mas utiles en la vida profesional ya que, en especial en las escuelas publicas, dichos cambios no se aceptan con facilidad. d) En la vida profesional, sobre todo en organizaciones que no estan al dia en los modernos metodos de solucion de problema e innovacion tecnologica, las fricciones abundaran y pondran a prueba el caracter del ingeniero que pretenda utilizar la TRIZ en su vida profesional. La TRIZ gana terreno, a pasos agigantados, en las universidades de los paises desarrollados, si Mexico en lo particular y America Latina en lo general, no son capaces de introducir dicha metodologia en sus planes y programas de estudio, de nivel superior, el costo que se va a pagar sera muy elevado, como lo has sido en otras areas del conocimiento humano, en donde seguimos subdesarrollados, importando casi toda la tecnologia de vanguardia. La oportunidad esta aqui y solamente requiere de decision, por parte de los funcionarios publicos, entre los que se encuentran los administradores de las instituciones de ensenanza superior. Esperemos que recapaciten para el bien de Mexico y de los hermanos latinoamericanos.

Consejos para los jovenes inventores Cualquier joven e inclusive un nino puede ser un inventor exitoso, solo hay que buscar problemas y solucionarlos de una manera adecuada, rapida y novedosa. Muchas personas dudarian de que una nina de 7 anos, con serios problemas neurologicos, pudiera ser una inventora, sln embargo, a los escepticos, se les invita a visitar el portal, http:// inventors.about.com, ir a la liga "jovenes inventores" y buscar el nombre de Krysta Morlan, quien tiene varios inventos patentados, entre ellos, un metodo para evitar la irritacion que causa el yeso que se aplica a las personas que sufren roturas de huesos, tambien invento una pequena lancha a base de pedales y hace pocos anos gano el premio Lemelson, del Instituto Tecnologico de Massachussets, que se otorga a los jovenes inventores. En este mismo portal se pueden ver cientos de inventos de ninos y jovenes como el caso de una nina de 6 anos, Jeanie Low, que invento un retrete para ninos pequenos, mismo que sus padres patentaron y con el que gano el primer premio para jovenes inventores, de la ciudad de Houston, Texas, en los Estados Unidos de America. Estos ninos no son la excepcion de la regla sino realmente la "punta del iceberg" de la gran potencialidad creativa e innovadora que tienen los ninos y los jovenes. Ninguno de esos inventores conocia la TRIZ, sin embargo su intuicion innovadora los llevo a aplicar los principios de esa metodologia de manera subconsciente, claro esta, con el apoyo de sus padres y sus maestros. Imagine el lector lo que estas mentes pueden lograr si aprendieran la TRIZ.

138

Coronado Oropeza Rico

A continuacion se sugiere una serie de consejos para los ninos o jovenes que quieran convertirse en inventores exitosos y utiles a la sociedad. * 1. Estudiar los fenomenos fisicos y quimicos del mundo que los rodea, asi como matematicas dentro de sus posibilidades y de acuerdo a su edad. 2. Observar la naturaleza y como es que ella aplica, de una manera implicita, la TRIZ.

3. Llevar una bitacora o diario de las ideas que les surjan y de los experimentos que lleven a cabo. Mas adelante, en este capitulo, se explica todo sobre las bitacoras. 4. Preguntar sin cesar: que?, a pesar de que las personas mayores se molesten, si no se pregunta nunca se sabran las causas de las cosas.

5. Recurrir, sin pensarlo dos veces, a las enciclopedias, libros, INTERNET, etc. Para aclarar dudas que se pudiera tener en relacion a cualquier cosa. 6. Aprender algun metodo para resolver problemas, puede empezarse por el de "prueba y error" o el de "causa y efecto", ya mas adelante se puede ir al "pensamiento lateral" y finalmente, en secundaria, introducirse a la TRIZ. 7. Leer libros sobre creatividad asi como las biografias.de grandes cientificos e inventores con objeto de apreciar la serie de dificultades que enfrentaron por no contar con una metodologia.adecuada para resolver sus problemas, rapida y eficazmente. Imaginar que hubiera sucedido si Tomas Alva Edison hubiera conocido la TRIZ. Se dice que cada 2 semanas, el y su equipo de trabajo, inventaba alguna cosa, simplemente por "prueba y error".

8. Siempre estar alerta para descubrir problemas y tratar de resolverlos creativamente. 9. Leer novelas de ciencia ficcion, escritas por cientificos, como Isaac Asimov, Arthur C. Clarke, Olaf Stapledon y por supuesto todas las obras de Julio Veme.

7

Consejos para los jovenes inventores

139

A los jovenes preparatorianosse les recomienda estudiar fisica, quimica y matematicas por gusto para aplicar esos conocimientos, junto con la TRIZ, en la solucion de problemas de inventiva e innovacion tecnologica. Eso les puede abrir las puertas para obtener buenos empleos e inclusive producir inventos patentables. Aprender algun idioma diferente al espanol, sobre todo ahora que se enfrenta la globalizacion, no solo de la economia sino de casi todas las actividades humanas. La informacion cientifica y tecnologica siempre se traduce al ingles por lo que ese idioma pudiera ser el mas util. No desanimarse por lo fracasos ocasionales,tener siempre en mente que le tomo 3000 experimentos a Edison inventar el focoincandescente. Formar un club de jovenes inventores, en las escuela, el vecindario o mediante la INTERNET, para intercambiar informacion y todo tipo de ideas. Acercarse a los maestros creativos e innovadores, seguramente que estaran abiertos a compartir sus experiencias con alumnos. Para un maestro no hay nada mas grato que encontrar un estudiante que en realidad le gusta estudiar y aprender, no solamente pasar las materias. Para los jovenes universitarios se aconseja asistir a seminarios, platicas, conferencias, etc., sobre los proyectos de investigacion que llevan a cabo sus profesoresy de ser posible trabajar con ellos. Casi todos los investigadoresrequieren de gente joven y emprendedora en sus investigaciones. A todos los estudiantes se les aconseja "Aprender a aprender" y no solo "estudiar" para "pasar las materias" y despues olvidarlo todo. Finalmente, se recomienda tener mucha paciencia cuando se enfrenta un problema de inventiva o innovacion tecnologica, es muy raro que en el primer intento se resuelva adecuadamente. ,

140

Coronado Oropeza Rico

La bitacora del inventor.

Cualquier persona que piense, seriamente, dedicarse a inventar algo, debe tener entre sus cualidades el ser ordenado para asi evitar perder 61 tiempo en actividades improductivas. La idea, muy generalizada, de que el inventor es una persona desalinada, descuidada, olvidadiza, etc., trabajando en un laboratorio completamente caotico o en una oficina con papeles por todas partes, pilas de libros dondequiera, etc., es algo muy alejado de la realidad. Si bien es cierto que existen personas asi, tambien es verdad que su productividad es relativamente baja debido al tiempo que pierden en ordenar, tanto sus ideas como sus notas, diarios, reportes, etc. Un verdadero inventor productivo debe ser ordenado y tener todo en un lugar que sea de facil ubicacion. Lo anterior no quiere decir que su oficina o laboratorio luzca impecable y resplandeciente, ya que ahi se trabaja y por lo tanto existe un ligero desorden temporal, pero nunca debe llegarse al caos total. Una de las herramientas mas importantes de un inventor es su bitacora o diario, en donde se anota todo lo relacionado con un proyecto de invencion o innovacion tecnologica. En huchos casos, esta bitacora llega a tener un importante valor legal en casos de litigio por patentes. Se recomienda que la bitacora tenga las siguientes caracteristicas: Sea una libreta de pastas duras, tamano carta u oficio. La libreta debera estar empastada de tal forma que no sea facil desprender o adicionar hojas.

Todas las hojas deberan de estar numeradas. Cuando una hoja quede en blanco debera cancelarse de alguna manera, ya sea cruzandola con un plumon o escribiendo sobre ella: "Hoja en blanco". La bitacora debera de mantenerse en algun sitio seguro. En las grandes empresas, estos diarios son puestos en cajas fuertes a prueba de incendios, por el gran valor que tienen. En la bitacora se anota todo tipo de pruebas, experimentos, ideas que surjan, graficas, diagramas, tablas, fotografias, etc., relevantes al proyecto.

Consejos para los jovenes inventores

141

7. En caso de que sean varios los miembros del equipo que forman el proyecto correspondiente, se sugiere que cada uno anote su aportacion en una bitacora general y que ademas lleve otro diario personal, con las mismas caracteristicasmencionadas. 8. La letra, los numeros, las graficas, etc., deberan ser legibles por

cualquier persona calificada, esto es muy importante cuando se trabaja para una empresa ya que permite a los altos ejecutivos revisar el avance de un proyecto. No hay nada tan frustrante como tratar de leer un reporte de investigacion ilegible, con faltas de ortografia, mal redactado, Con multiples tachaduras y enmendaduras. 9. Cuando se generen graficos por computadora, fotocopias, planos, fotografias,etc., que no sea posible incluir dentro de la bitacora, se debera hacer referencia a ellos en ese diario. 10. En otras ocasiones sera necesario adherir informacion a la bitaco-

ra, lo que se puede hacer mediante algun tipo de adhesivo. Esta informacion debera estar fechada y firmada por el inventor o los inventores involucrados. Ademas de lo anterior, se recomienda, para que una bitacora tenga valor legal, en caso de un litigio, lo siguiente: Cada pagina debera tener la fecha y la firma del inventor o inventores que participan en el proyecto, ademas sera necesario que un testigo, imparcial, tambien firme cada hoja, para dar fe de lo anotado. Los inventores profesionales, sobre todo aquellos que viven de las regalias de sus inventos, consideran muy importante la firma de un testigo ya que eso puede ser la diferencia entre ganar o perder un litigio por patentes. Para un joven inventor no es tan necesaria tal firma. Otros consejos adicionales a los jovenes inventores son los siguientes: a) Siempre llevar consigo algun tipo de libreta de bolsillo y un boli: grafo a todas partes, recordar que cuando se enfrenta un problema de invencion o de innovacion tecnologica, las ideas pueden surgir en cualquier parte y si no se escriben-inmediatamente se pueden olvidar. Como dato curioso a este respecto, la literatura reporta que en los excusados del personal de la NASA, se tienen coIocados pequenos cuadernilloscon un boligrafo para que los usuarios ano-

142

Coronado Oropeza Rico

ten sus ideas. Los resultados han sido muy positivos por las innovaciones generadas ahi. Los propios autores de este libro han tenido ideas muy interesantesen el Metro, practicando algun deporte, tomando el sol en la playa, en las salas de espera de los aeropuertos, conduciendo un automovil y por supuesto en el excusado. Algunos inventores profesionales llevan consigo una pequena grabadora portatil en la que dictan las ideas que surgen, en cualquier sitio, sin necesidad de escribir nada. Nunca escribir una idea en algun papel suelto, como al reverso de la nota del supermercado, en una servilleta de restaurante, en un volante, etc., ya que es muy probable que se pierda o se "traspapele". Tampoco es aconsejable esperar a llegar a casa o a la oficina para escribir algo, lo mas seguro es que se olvide. Antes de terminar el presente capitulo es conveniente senalar que la profesion de inventor, tan rara en Mexico y en America Latina, es muy comun en los paises industrializados, de hecho, varios expertos en la TRIZ senalan que muy pronto se ofrecera la carrera de "ingeniero inventor" en algunas universidadeseuropeas1'.Esperemos que en nuestros paises se copie tal idea. Jovenes inventores, los autores de este libro, les deseamos mucha suerte y les aseguramos que tendran una vida llena de satisfacciones y orgullo por lo que hagan ya que seguramente sera en beneficio de la sociedad.

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I

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Apendice A Matriz de contradiccion2,13,15 CARACTER~TICAQUE EM objeto movil 1 Peso del objeto movil

5 Area del objeto movil

2,4,17,29

8 Volumen del objeto estacionario 9 Velocidad

2,13,28,38

10 Fuerza

1,8,18,37

12 Forma

8,10,29,40

13 Estabilidad de la composicion 2,21,35,39 14 Resistencia o fortaleza

1 1,8,15,40

15 Tiempo de accion del objeto movil 16 Tiempo de accion del objeto

18 Brillantez 19 Energia consumida por el objeto movil 20 Energia consumida por el objeto estacionario

1,19,32

1

12,18,28,31

2 Peso del objeto estacionario

3 Longitud del objeto movil

Apendice A

I

147

+

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 4 Longitud del objeto estacionario

5 Area del objeto movil 17,29,34,38

6 Area del objeto estacionario

7 Volumen del objeto movil

8 Volumen del objeto estacionario

2,28,29,40

2,5,14,35

1,10,29,35 4,15,17

148

Coronado

Oropeza Rico

I

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 9 Velocidad 2,8,15,38

1 Peso del objeto movil I

2 Peso del obieto estacionario

3 Longitud del objeto movil

1

1

4.8.13

4 Longitud del objeto estacionario

5 Area del objeto movil 6 ~ r e del a objeto estacionario 7 Volumen del objeto movil 8 Volumen del objeto estacionario

4,29,30,34

1 14,29,34,38

1

13 Estabilidad de la composicion 15,18,28,33 14 Resistencia o fortaleza

8,13,14,26

15 Tiempo de accion del objeto movil

3,5,35

16 Tiempo de accion del objeto estacionario 2,28,30,36

19 Energia consumida por el objeto movil objeto estacionario

Presion

Apendice A

CARACTER~STICAQU i EMPEORA Resistencia

149

150

Coronado Oropeza Rico

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 17 Temperatura

18 Brillantez

19 Energia consumida por el objeto movil

1 Peso del objeto movil

4,6,29,38

1,19,32

12,31,34,35

2 Peso del objeto estacionario

19,22,28,32

19,32,35

3 Longitud del objeto movil

10,15,19

32

4 Longitud del objeto estacionario 3,18,35,38 5 Area del objeto movil

2,15,16

6 Area del objeto estacionario

35,38,39

7 Volumen del objeto movil

10,18,34,39

8 Volumen del objeto estacionario

4,6,35

9 Velocidad

8,24,35

3,25 13,15,19,32

19,32

2,10,13

35

2,28,30,36

10,13,19

8,15,35,38

12 Forma

14,19,22,32

13,15,32

2,6,14,34

13 Estabilidad de la composicion

1,32,35

3,15,27,32

13,19

14 Resistencia o fortaleza

1 10,30,40 1

19,35

10 Fuerza -

15 Tiempo de accion del objeto movil

I

19,35,39

estacionario

19 Energia consumida por el objeto movil

1

20 ~ n e r ~coiumida ia por el objeto estacionario

1

3,14,19,24

1

-

-

-

1

--

10,19,35

1

151

Apendice A

I

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 22 Perdida de Energia

"nergia coj sumidapor el jeto estacionario 12,18,31,36

2,6,19,34

Perdida de

Perdida de

Coronado

152

Oropeza

Rico

CARACTER~TICAQUE EMPEORA 25 Perdida de tiempo

1

1 Peso del obieto movil

1Peso del obieto estacionario 1 3 Longitud del objeto movil a

r 4 Longitud del objeto estacionario 5 Area del objeto movil

u

a

1 7 Volumen del objeto movil 1 8 Volumen del objeto estacionario

E 1

9 Velocidad 10 Fuerza 11 Tension/Presion

a 13 Estabilidad de la composicion 14 Resistencia o fortaleza 15 Tiempo de accion del objeto movil

(

1

16 Tiempo de accion del objeto estacionario

1

17 Temperatura 18 Brillantez 19 Energia consumida por el objeto movil 20 Energia consumida por el objeto estacionario

26 Cantidad de sustancia

27 Confiabilidad

1,3,11,27 3,8,10,28 10,14,29,40

Apendice A

153

R~sTICAQUE EMPEORA 28

29

30 Factores

31

32

Precision de la medicion

Precision de la manufactura

daninos del exterior, actuando sobre el objeto

Factores daninos generados por el objeto

Manufacturabilida, o facilidad de fabricacion

18,21,22,27 22,31,35,39

1,27,28,36

2,19,22,37

1,22,35,39

1,9,28

1,15,17,24

15,17

1,17,29

1,18

15,17,27

Coronado

154

Oropeza Rico

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 33

34

ConvivenFacilidad o cia de uso dificultad para reparar

1 Peso del objeto movil

2,3,24,35

2,11,27,28

2 Peso del objeto estacionario

1,6,13,32

2,11,27,28

3 Longitud del objeto movil

4,7,15,29,35

1,10,28

4 Longitud del objeto estacionario

2,25

3

5 Area del objeto movil

13,15,16,17

1,10,13,15

6 Area del objeto estacionario

4,16

16

7 Volumen del objeto movil

112,13,15,30

10

1

1

8 Volumen del objeto estacionario

1 1

9 Velocidad 10 Fuerza 11 Tension/Presion 12 Forma 1 3 Estabilidad de la composicion 14 Resistencia o fortaleza 15 Tiempo de accion del objeto movil

16 Tiempo de accion del objeto estacionario

17 Temperatura 18 Brillantez -

19 Energia consumida por el objeto movil

20 Energia consumida por el objeto estacionario

15,26,32

1,2,13

CARACTER~TICA QUE EMPEORA p~

36

37

38

39

Complejidad de un aparato

Complejidad de control

Nivel del automatizacion

Capacidad y10 productividad

Coronado Oropeza Rico

156

CARACTER~TICA QUE EMPEORA 1 Peso del objeto movil

1

21 Potencia 22 Perdida de energia 23 Perdida de sustancia 24Perdida de Informacion 25 Perdida de tiempo

Q

3

2U

26 Cantidad de sustancia

3

27 Confiabilidad

a

28 Precision en la medicion

3

29 Precision en la manufactura 30 Factores daninos actuando, dese el exterior, sobre el objeto 31 Factores daninos generados por el objeto 32 Manufacturabilidado facilidad de fabricacion

1

33 Convivencia de uso

1

34 Facil para reparar

36 Complejidad del aparato

2 Peso del objeto estacionario

3 Longitud del objeto movil

Apendice A

l

157

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 5 7 Longitud

estacionario

Area del objeto movil

estacionario

Volumen del objeto movil

l 8 Volumen del objeto estacionario

Coronado Oropeza Rico

158

CARACTER~STICAQUE EMPEORA 9 Velocidad

10 Fuerza

11 Tension1

Presion

I I1

21 Potencia 22 Perdida de energia 23 Perdida de sustancia

25 Perdida de tiempo

1

26 Cantidad de sustancia

28 Precision en la medicion 29 Precision en la manufactura 30 Factores daninos actuando, dese el exterior, sobre el objeto

l

31 Factores daninos generados por el objeto 32 Manufacturabilidad o facilidad de fabricacion

1 1

33 Convivencia de uso 34 Facil para reparar 35 Adaptabilidad 36 Complejidad del aparato 37 Complejidad de control 38 Nivel de automatizacion 39 Capacidad/Productividad

Apendice A

Forma

159

160

Coronado Oropeza Rico

Apendice A

Energia consumida por el objeto movil

161

Coronado Oropeza Rico

162

A QUE EM 25 Perdida de tiempo

21 Potencia 22 Perdida de energia 23 Perdida de sustancia

1

24 Perdida de Informacibn 25 Perdida de tiempo

W W

3 u Q

26 Cantidad de sustancia

1

27 Confiabilidad 28 Precision en la medicion

2 L

29 Precision en la manufactura 30 Factores daninos actuando,

( a

o

31 Factores daninos generados por el objeto 32 Manufacturabilidado facilidad de fabricacion 33 Convivencia de uso 34 Facil para reparar

35 Adaptabilidad 36 Complejidad del aparato 37 Complejidad de control

26 Cantidad de sustancia

27 Confiabilidad

Apendice A

163

CARACTER~STICA QUE EMPEORA 28 Precision de la medicion

29 Precision de la manufactura

30 Factores

31

daninos, del exterior, actuando sobre el objeto

Factores daninos generados por el objeto

32 Manufacturabilidad o facilidad de fabricacion

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CARACTER~STICA QUE EMPEORA

reparar

21 Potencia

10,26,35

2,10,34,35

22 Perdida de energla

1,32,35

2,19

23 Perdida de sustancia

2,24,28,32

2,27,34,35

24 Perdida de Informacibn

1

22,27

1

17,19,34

2,10,15

1

1

25 Perdida de tiempo

4,10,28,34

1,10,32

28,35

26 Cantidad de sustancia

10,25,29,35

2,10,25,32

3,15,29

27 Confiabilidad

1

28 Precision en la medicion 29 Precision en la manufactura 30 Factores daninos actuando, dese el exterior, sobre el objeto 31 Factores daninos generados por el objeto de fabricacion

1

17,27,40

1

1,11

1

8,13,24,35

1

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Apendice A

-

--

CARACTER~STICAQUE EMPEORA

Apendice B los ario de terminos Nota aclaratoria. El glosario de terminos que se presenta a continuacion tiene como objeto el evitar malos entendidos cuando se aplica la TRIZ en la solucion de problemas de inventiva o innovacion tecnologica. Es necesario entender que dicha metodologia tiene su propio "lenguaje" y por lo tanto es indispensable familiarizarse con el antes de usar esta poderosa herramienta. Altshuller Genrich Saulovich. (1926-1998). Ingeniero mecanico e inventor ruso que propone, por primea vez, la posibilidad de que inventar algo o innovar tecnologicamente, puede hacerse de una forma logica y sistematica. Inventa la matriz de contradiccion que lleva su nombre, despues de analizar miles de patentes. Tambien es el responsable por las 10 leyes que rigen la Evolucion de los Sistemas Tecnologicos. Se le considera el "padre" de la TRIZ. Ambiente. En la TRIZ, es el entorno que rodea un a un sistema tecnologi~o~~. Area de conflicto. Lugar o elemento de un sistema tecnologico donde se presenta una contradiccion que puede ser tecnica o fisica. Campo. Algun tipo de energia que interactua con una o varias sustancias. Los principales campos que se usan en la TRIZ son: Gravitacional, electromagnetico,mecanico, termico, optico y acustico. Contradiccion. Alteracion que resulta cuando un componente o un elemento, de un sistema tecnologico, entra en conflicto con otro elemento del mismo sistema. Por ejemplo, cuando el elemento " A mejora su funcionamiento o desempeno, un elemento "Bu lo empeora. La TRIZ trata de eliminar dichos conflictos por medio de los 40 principios de Altshuller. Grado de idealidad. Medida por medio de la cual se determina el grado de evolucion de un sistema tecnologico. El sistema ideal llevara

Coronado Oropeza Rico

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a cabo una funcion o proceso sin que exista, fisicamente. En la realidad este sistema no existe. Matematicamenteel grado de idealidad se expresa de la siguiente forma: Donde: 1= Sistema tecnologico Ideal.

ZED = Sumatoria de los efectos deseados. EEI = Sumatoria de los efectos indeseados. ZC = Sumatoria de los costos del sistema tecnologico. Inercia psicologica. ~ar'acteristicamental humana que se opone al carnbio. En la TRIZ, se considera a todos los obstaculos psicologicos que se deben vencer para innovar tecnologicamente. Innovacion. Mejorar algo para que su desempeno sea optimo, de acuerdo a la tecnologia disponible actual. Innovacion tecnologica. Se refiere a las mejoras que se le pueden hacer, a un sistema tecnologico, para que tienda a la idealidad, segun la definicion de la TRIZ. Invencion. Termino empleado a nuevos objetos, sustancias, procesos, etc., tangibles y novedosos que ademas tengan alguna utilidad para la sociedad. Las ideas, si no se concretan en algo objetivo y tangible, no son invenciones. Ley de complementacion. Principio que deben cumplir todos los sistemas tecnologicos en relacion a sus componentes, los cuales deben ser: Motor, organo de transmision, organo de trabajo y organo de control, si alguno de ellos falta, el sistema no puede funcionar. Actualmente, algunos expertos en la TRE, sugieren un quinto componente que es un soporte o bastidor en el cual se instalan los otros cuatro elementos. Ley de eliminacion del factor humano. En la TRIZ,se refiere a la tendencia a reducir y finalmente eliminar la participacion humana en los sistemas tecnologicos.

Apendice B

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Ley de evolucion de los sistemas tecnologicos. Principio mediante el cual se perfeccionan los sistemas tecnologicos en base a la idealidad, es decir, llevar a cabo una funcion o proceso al menor costo y con los minimos efectos indeseados. Matriz de contradiccion o de Altshuller. Sistema que forma una matriz de 39 por 39 parametros o caracteristicasde los sistemas tecnologicos, que entran en conflicto, cuando se enfrenta un problema de inventiva o innovacion tecnologica y por medio de la cual se sugieren las posibles alternativas para eliminar dicho conflicto. Recursos invisibles. sustancias o campos que se encuentran rodeando un sistema tecnologico y que pueden ser aprovechadospara eliminar una contradiccion. Por ejemplo: la fuerza de gravedad, el aire, el vacio, etc. Sistema Tecnologico Ideal. En la TRIZ, se refiere a un sistema tecnologico inexistente, que lleva a cabo una funcion o un proceso determinado. Este concepto se emplea para determinar que tan cerca o tan lejos se encuentra un sistema tecnologico real de alcanzar la idealidad y asi predecir su evolucion. Entre mas alejado se encuentra ese sistema tecnologico de la idealidad mayor sera el grado de innovacion tecnologica a que puede ser sometido. Por ejemplo, el primer automovil salido de la fabrica de Henry Ford, estaba muy alejado de la idealidad y a lo largo del tiempo se ha ido perfeccionando. Supersistema o sistema de alto nivel. Conjunto de sistemas tecnologicos que se integran para formar un sistema mas grande. Por ejemplo: El supersistema de transporte de personas esta formado por los sistemas tecnologicos siguientes: Los automoviles, el sistema de carreteras, sistema de estaciones de servicio, etc. Sustancia. En la TRTZ tiene una definicion muy especial que es diferente al de la fisica o la quimica. Se refiere a cualquier objeto que pueda detectarse mediante los sentidos humanos o por instrumentos, como es el caso del aire, una barra de acero, un animal, un compuesto quimico e inclusive un ser humano.

Los autores Enrique Rico Arzate. lngeniero Quimico Industrial del Instituto Politecnico Nacional. Doctorado por el lnstituto Mendeleyev, de Moscu, en la Union de Republicas Socialistas Sovieticas, en donde aplico la TRIZ a un problema de innovacion tecnologica para catalizadoresquimicos, obteniendo la patente rusa correspondiente (ver texto dentro del libro). Becario, durante 5 anos, del Sistema Nacional de Investigadores. Socio fundador de la Asociacion Mexicana de TRIZ. Actualmente es profesor investigador del lnstituto Politecnico Nacional y consultor de empresas en InnovacionTecnologica. Rafael Oropeza Monterrubio. lngeniero Quimico Industrial del lnstituto Politecnico Nacional y Maestro en Ciencias Ambientales de la Universidad de Murdoch en Australia. Perito en Proteccion Ambiental del Colegio Nacional de Ingenieros Quimicos y de Quimicos, CONIQQ, A.C. Autor de 9 libros, entre los que se encuentran Creatividad e Innovacion Empresarial y Aprendizaje Acelerado: La Revolucion Educativa del Siglo 21, ambos de Panorama Editorial. Socio fundador de la Asociacion Mexicana de TRIZ. Actualmente es Profesor Investigador en el lnstituto Politecnico Nacional y consultor privado en Innovacion Tecnologica. Margarito Coronado Maldonado. lngeniero Bioquimico del lnstituto Politecnico Nacional y Maestro en Ciencias en Quimica Organica del lnstituto Tecnologico y de Estudios Superiores de Monterrey. Es miembro del Comite Tecnico Permanente de Proteccion Ambiental del Instituto Mexicano de Ingenieros Quimicos, IMIQ, A.C. Ganador del Premio Nacional de la Cana de Azucar en 1980, gracias a un proyecto de innovacion tecnologica en el que empleo la TRIZ. Socio fundador y vicepresidente regional, seccion Valle de Mexico, de la Asociacion Mexicana de TRIZ (AMETRIZ, A.C.). Actualmente es profesor investigador en el Instituto Politecnico Nacional.