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LOS 40 PRINCIPIOS DE INVENTIVA

Una de las herramientas más conocidas (aunque no la única, como comúnmente se cree) es el conjunto de los principios de inventiva. Destilados del análisis de miles de patentes, Altshuller compiló un grupo de recomendaciones para hacer cambios en un sistema con el fin de eliminar una contradicción técnica. A continuación se enlistan cada uno de ellos:

1.- Segmentación

Divida un objeto en partes independientes

Seccione un objeto

Incremente el grado segmentación de un objeto

Ejemplo:

Muebles modulares, componentes de computadoras modulares, regla de madera plegadiza.

Mangueras de jardín que se unen para dar cualquier largo deseado.

2.- Extracción

Extraer (eliminar o separar) una parte o propiedad “perjudicial” de un objeto

Extraer únicamente la parte o propiedad necesaria.

Ejemplo:

Para espantar pájaros del aeropuerto, se reproduce con una grabadora el sonido que se sabe excita a los pájaros. El sonido se separó de los  pájaros.

3.- Calidad Local

Transición de una estructura homogénea de un objeto o medio ambiente externo  (acción externa), a una estructura heterogénea.

Hacer que diferentes partes del objeto lleven a cavo diferentes funciones.

Colocar cada parte del objeto en las condiciones mas favorables para su   funcionamiento.

Ejemplo:

Para combatir el polvo en las minas de carbón, se aplicó una fina cortina de agua en forma de cono a las partes de trabajo de las maquinas de taladrado y transporte. Entre mas pequeñas sean las gotas, mas efectivas son para combatir el polvo, pero la fina cortina afecta el  trabajo. La solución es crear una cortina gruesa alrededor del cono fino.

Un lápiz y un borrador en una unidad.

4.- Asimetría

Reemplazar una forma simétrica de un objeto con una forma asimétrica

Si el objeto ya es asimétrico, incrementar el grado de asimetría

Ejemplos:

Una lado de la llanta es mas grueso que el otro para soportar el impacto con las banquetas

Al descargar arena mojada a través de un embudo simétrico, ésta se acumula en forma de arco por encima de la abertura, causando un flujo irregular. Un embudo en forma asimétrica elimina completamente el efecto de acumulación

5.- Combinación

Combine en el espacio objetos homogéneos u objetos destinados a operar en forma  contigua

Combine en tiempo operaciones homogéneas o contiguas

Ejemplo:

El elemento de trabajo de una excavadora rotatoria tiene unas espreas de vapor especiales para descongelar y suavizar la tierra congelada, en una sola operación

6.- Universalidad

Que el objeto realice múltiples funciones, de esta manera se elimina la necesidad de utilizar algunos otros objetos

Ejemplos:

Un sofá que es sofá durante el día y se convierte en cama en la noche

El asiento de un mini-van que se ajusta para sentare, dormir o llevar  una carga.

7.- Anidación

Contener el objeto dentro de otro el cual contiene un tercer objeto

Un objeto que pasa a través de la cavidad de otro objeto

Ejemplos:

Una antena telescópica

Apilar asientos (uno arriba del otro) para guardarlos

Lápices mecánicos con minas guardadas en su interior

8.- Contrapeso

Compensar el peso de un objeto uniéndolo con otro que tenga una fuerza de levantamiento

Compensar el peso de un objeto mediante la interacción con un medio que provea   fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas

Ejemplo:

Un bote con hidrofoils

Un ala trasera en los carros de carreras para incrementar la presión del carro al suelo

9.- Acción contraria previa

Si se necesita llevar a cabo una acción, considere ejecutar una acción contraria por   adelantado

Si el problema especifica que el objeto debe tener una tensión, provea una contratensión por adelantado

Ejemplos:

Columna o piso de concreto reforzado

Flecha reforzada- para hacer mas fuerte una flecha, esta se construye de varios tubos que se tuercen previamente a un ángulo calculado

10.- Acción previa

Lleve a cavo la acción requerida con anticipación totalmente, o al menos  en parte

Ordene los objetos de tal manera que puedan entrar en acción sin perdidas de  tiempo esperando la acción  (y de la posición mas conveniente)

Ejemplos:

Navaja hecha con muescas para permitir que se rompa la punta de la navaja, restaurando el filo

El pegamento plástico en una botella es difícil de aplicar uniformemente y con limpieza. En cambio, se puede usar una cinta para que su aplicación sea mas fácil

11.- Amortiguamiento anticipado

Compensar la relativamente baja confiabilidad de un objeto por medio de contramedidas tomadas con anterioridad

Ejemplo:

Para prevenir un robo el propietario de una tienda fija una marca especial conteniendo una placa magnetizada. Para que el consumidor pueda llevarse la mercancía, la placa es desmagnetizada por el cajero

12.- Equipotencialidad

Cambiar las condiciones de trabajo para que un objeto no necesite ser levantado o bajado

Ejemplo:

El aceite de un motor de automóvil es cambiado por los trabajadores desde un pozo (de esta manera no se necesita equipo costoso para levantar el auto)

13.- Inversión

En lugar de una acción dictada por las especificaciones del problema, implementar una acción opuesta

Haga inmóvil una parte movible del objeto o el ambiente exterior, y la parte inmóvil hágala movible

Voltee el objeto de manera que la parte de arriba quede hacia abajo.

Ejemplo:

Limpiar partes que se limpian abrasivamente por medio de vibración

14.- Esferoidicidad

Reemplace partes lineales o superficies planas con otras curveadas, formas cúbicas con formas esféricas

Use espirales, pelotas, rodillos

Reemplace un movimiento lineal con uno rotatorio, utilice una fuerza centrífuga

Ejemplo:

Los ratones de computadora utilizan pelotas para transferir movimiento lineal de dos ejes a un vector

15.- Dinamicidad

Haga que las características de un objeto, o el ambiente externo, se ajusten automáticamente para el desempeño óptimo en cada estación de operación

Divida un objeto en elementos que puedan cambiar de posición relativa entre sí

Si un objeto es inamovible, hágalo movible o intercambiable

Ejemplo:

Una luz parpadeante con un arbotante flexible entre el cuerpo y  la cabeza de la lámpara

Una vasija transportadora con el cuerpo de forma cilíndrica. Para reducir el ángulo de la vasija bajo la carga completa del cuerpo, puede hacerse que conste de dos partes de forma semicilíndrica y articuladas con pernos para que puedan ser abiertas

16.- Acción parcial ó sobrepasada

Si es difícil obtener un 100% del efecto deseado, ejecute algo de más o algo menos para simplificar el problema

Ejemplo:

Un cilindro se pinta sumergiéndolo en la pintura, pero le queda más pintura que la deseada. El exceso de pintura puede ser removido rotando rápidamente el cilindro

Para obtener un descarga uniforme de polvo metálico de un depósito, la tolva tiene un embudo interno especial que contínuamente se llena de más para proveer una presión casi constante

17.- Moviéndose a una nueva dimensión

Elimine los problemas para mover un objeto sobre una línea mediante movimientos en dos dimensiones (a lo largo de un plano). Similarmente, los problemas para mover un objeto en un plano desaparecen si el objeto puede ser cambiado para permitir un espacio tridimensional.

Use un ensamble de objetos en capas múltiples en lugar de una simple capa

Incline el objeto o voltéelo a “su posición” más propia

Proyecte imágenes en áreas cercanas o en el  anverso del objeto

Ejemplo:

Un invernadero que tiene un reflector cóncavo en la parte del norte de la casa, para mejorar la iluminación de esa parte de la casa reflejando la luz del día

18.- Vibración mecánica:

Ponga un objeto a oscilar

Si la oscilación existe, incremente su frecuencia, aun hasta la ultrasónica

Use la frecuencia de resonancia

En lugar de vibraciones mecánicas, use piezovibradores

Use vibraciones ultrasónicas en conjunción con un campo electromagnético

Ejemplo:

Hacer vibrar un molde de fundición mientras es llenado mejora el flujo y las propiedades estructurales

19.- Acción periódica

Reemplace una acción continua con una periódica, o un impulso

Si una acción es periódica, cambie su frecuencia

Use pausas entre impulsos para dar acción adicional

Ejemplo:

Una llave de tuercas de impacto libera tuercas corroídas usando impulsos en lugar de fuerza continua

Una lámpara de advertencia destella porque así es más notable que si alumbrara continuamente

20.- Continuidad de una acción útil

Realice una acción sin descanso - todas las partes de un objeto deben ser operadas constantemente a su total capacidad

Elimine tiempos ociosos y movimientos intermedios

Ejemplo:

Un taladro con orillas cortantes que permita procesos de corte hacia adelante y en reversa

21.- Despachar rápidamente

Ejecute operaciones peligrosas a muy alta velocidad

Ejemplo:

Un cortador para tubos plásticos de pared delgada previene la deformación del tubo durante el corte si se hace a muy alta velocidad (cortar antes de que el tubo tenga oportunidad de deformarse)

22.- Convertir algo malo en un beneficio

Utilice factores o efectos dañinos  de un ambiente para obtener efectos positivos

Remueva un factor dañino agregándolo a otro factor peligroso

Incremente la cantidad de acciones peligrosas hasta que dejen de serlo

Ejemplo:

La arena o la grava se congelan cuando se transportan a través de climas fríos. El sobrecongelamiento (usando nitrógeno líquido) fragiliza el hielo, permitiendo que fluya.

Cuando se usa corriente de alta frecuencia para calentar metales, solo la capa exterior se calienta. Este efecto negativo fue usado después para tratamientos térmicos superficiales

23.- Retroalimentación

Introduzca retroalimentación

Si ya existe retroalimentación, reviértala

Ejemplo:

La presión del agua de un pozo se puede mantener si se monitorea la presión de salida, y encendiendo una bomba si la presión es muy baja

Los dispositivos que cancelan ruidos muestrean señales de ruido, las cambian de fase y las alimentan de nuevo para cancelar el efecto de la fuente de ruido

24.- Mediador

Use un objeto intermediario para transferir o llevar a cabo una acción

Conecte temporalmente un objeto a otro que sea fácil de remover

Ejemplo:

Para reducir pérdidas de energía cuando se aplica corriente a un metal líquido, se usan electrodos enfriados y metal líquido intermedio con una temperatura de fusión más baja

25.- Autoservicio

Haga que el objeto tenga su propio servicio y ejecute operaciones de reparación suplementarias

Haga uso de desperdicios de material y energía

Ejemplo:

Para distribuir un material abrasivo aun en la superficie de las roladoras y para prevenir que avance el desgaste, haga su superficie del mismo material abrasivo

En una pistola de soldadura eléctrica, la barra avanza por medio de un dispositivo especial. Para simplificar el sistema, la barra avanza gracias a un solenoide controlado por la corriente de la soldadura.

26.- Copiado

Use una copia simple y poco costosa en lugar de un objeto que es complejo, costoso, frágil o inconveniente de operar

Reemplace un objeto o un sistema de objetos por una copia óptica, una imagen óptica. Una escala puede ser usada para reducir o alargar la imagen

Si se usan copias ópticas visibles, reemplácelas con copias infrarrojas o ultravioletas

Ejemplo:

La altura total de objetos altos puede determinarse midiendo sus sombras

27.- Objeto barato de vida corta en vez de uno caro y durable

Reemplace un objeto costoso por una colección de algunos poco costosos, comprometiendo otras propiedades (longevidad, por ejemplo)

Ejemplo:

Pañales desechables

Una sencilla ratonera consistente en un tubo de plástico con un cebo. El ratón entra en la trampa por un cono abierto; las paredes de la entrada tienen un ángulo y no permiten salir al ratón

28.- Reemplazo de sistemas mecánicos

Reemplace el sistema mecánico por uno óptico, acústico u odorífero

Use un campo electromagnético, eléctrico o magnético para una interacción con el objeto

Reemplace campos:

Estacionarios con campos movibles

Fijos con algunos que cambien en el tiempo

De los aleatorios a los estructurados

Use un campo en conjunción con partículas ferromagnéticas

Ejemplo:

Para incrementar la unión de metal con material termoplástico, el proceso se realiza dentro de un campo electromagnético para aplicar fuerza al metal

29.- Uso de  una construcción neumática  o hidráulica

Reemplace las partes sólidas de un objeto por gas o líquido - estas partes pueden usar aire o agua para inflarse o utilizar cojinetes hidrostáticos

Ejemplo:

Para incrementar la succión de una chimenea industrial se instala un tubo espiral con boquillas. Cuando el aire comienza a fluir a través de las boquillas, se crea una pared de aire, reduciendo la resistencia al avance.

Para embarcar productos frágiles se usan empaques con burbujas de aire o materiales espumosos.

30.- Película flexible o membranas delgadas

Reemplace las construcciones habituales con membranas flexibles y películas delgadas

Aísle un objeto del ambiente externo con películas delgadas o membranas finas

Ejemplo:

Para prevenir la pérdida de agua que se evapora de las hojas de las plantas, se aplica polietileno en spray. Después de un tiempo el polietileno  se endurece y la planta crece mejorada porque la película de polietileno deja pasar el oxígeno más que al vapor de agua.

31.- Uso de material poroso

Haga un objeto poroso o use elementos porosos adicionales (insertos, cubiertas, etc.)

Si un objeto ya es poroso llene sus poros con alguna sustancia

Ejemplo:

Para evitar el bombeo de refrigerante a una máquina, algunas de las partes de la máquina se llenan con material poroso (acero poroso en polvo) empapado en líquido refrigerante el cual se evapora mientras la máquina está trabajando, proveyendo así enfriamiento uniforme.

32.- Cambio de color

Cambie el color de un objeto o sus alrededores

Cambie el grado de translucidez de un objeto o sus alrededores

Use aditivos coloreados para observar objetos o procesos que son difíciles de ver

Si tales aditivos ya son usados, emplee trazadores luminiscentes o elementos trazadores

Ejemplo:

Un vendaje transparente que permita inspeccionar una herida sin quitar las vestiduras

En una fábrica de acero se diseñó una cortina de agua para proteger a los obreros del sobrecalentamiento. Pero esta cortina solo protege de los rayos infrarrojos, así que la luz brillante del acero fundido pasa fácilmente a través de la cortina. Un colorante fue agregado al agua para crear un efecto filtrante mientras permanece transparente.

33.- Homogeneidad

Haga que los objetos interactúen con un objeto primario hecho del mismo material o algún material similar en comportamiento

Ejemplo:

La superficie de un alimentador de granos abrasivos está hecho del mismo material que pasa por el alimentador - permitiendo que tenga una restauración contínua de la superficie sin que se desgaste.

34.- Restauración y regeneración de partes

Rechazar o modificar un elemento de un objeto después de que complete su función o se hace inútil, (descartar, disolver o evaporar)

Restaurar completamente cualquier parte usada de un objeto

Ejemplo:

Los casquillos de las balas se expulsan después del disparo

El cohete impulsor se separa después de cumplir su función.

35.- Transformación de los estados físicos  y químicos de un objeto

Cambiar un estado de un objeto, concentración de densidad, grado de flexibilidad, temperatura

Ejemplo:

En un sistema para materiales frágiles y desmenuzables, la superficie del tornillo espiral de alimentación está hecho de un material elástico con dos resortes espirales. Para controlar el proceso la inclinación del tornillo puede ser cambiada remotamente.

36.- Transición de fase

Implemente un efecto desarrollado durante el cambio de fase de una sustancia. Por ejemplo, durante el cambio de volumen, durante la liberación o absorción de calor.

Ejemplo:

Para controlar la expansión de tubos con costillas, éstos se llenan con agua y se enfrían a temperatura de congelación

37.- Expansión térmica

Use la expansión o contracción de un material por calor

Use varios materiales con diferentes coeficientes de expansión térmica

Ejemplo:

Para controlar la abertura de las ventanas del techo de un invernadero, se conectan láminas bimetálicas a las ventanas. Con un cambio de temperatura, las láminas se flexionan y hacen que las ventanas se cierren o se abran.

38.- Uso de oxidantes fuertes

Reemplace aire normal con aire enriquecido

Reemplace aire enriquecido con oxígeno

Trate al aire o al oxígeno con radiaciones ionizantes

Use oxígeno ionizado

Ejemplo:

Para obtener más calor de una antorcha, se alimenta oxígeno a la antorcha en lugar de aire atmosférico

39.- Medio ambiente inerte

Reemplace el ambiente normal con uno inerte

Lleve a cabo el proceso en el vacío

Ejemplo:

Para prevenir que el algodón se incendie en una bodega, se trata con gas inerte durante la transportación al área de almacén.

40.- Materiales compuestos

Reemplace materiales homogéneos con materiales compuestos

Ejemplo:

Las alas de aviones militares se hacen de materiales compuestos y fibras de carbono para tener una alta resistencia y un bajo peso