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KOSMOS

O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R

SI STEMA

Ni col e Gómez Cuel l ar

AUTORÍA

Juan Sebasti án Hernández Ol ave

DIRECTOR

Pasantí a con proyecto de grado

LÍNEA DE TRABAJO DE GRADO

Facul tad de Creaci ón y Comuni caci ón -Uni versi dad El Bosque- Bogotá Col ombi a

2026- 1

Di seño I ndustri al

PROGRAMA ACADÉMICO

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“ L A U N I V E R S I DA D E L B OS Q U E N O S E H AC E R ES PO N SA B L E D E LOS

CO N C E P TOS O BT E N ID OS E N S U TR A BA JO, S O LO V E L A R Á P O R E L

R I G O R C I E N T Í F ICO, M E TO D O LÓ GI CO Y ÉT ICO DE L M IS M O E N ARAS

D E B Ú S Q U E DA D E L A V ER DA D Y L A J U S T I C I A”

“ L A U N I V E R S I DA D E L B OS Q U E N O S E H AC E R ES PO N SA B L E D E LOS

CO N C E P TOS O BT E N ID OS E N S U TR A BA JO, S O LO V E L A R Á P O R E L

R I G O R C I E N T Í F ICO, M E TO D O LÓ GI CO Y ÉT ICO DE L M IS M O E N ARAS

D E B Ú S Q U E DA D E L A V ER DA D Y L A J U S T I C I A” Nota de salvedad Nota de salvedad

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Pri meramente, qui ero agradecer profundamente a mi fami l i a, que me acompañó y apoyó no sol o durante el desarrol l o de este proyecto, si no tambi én a l o l argo de toda mi carrera. A mi mamá, Zahi da Cuel l ar, graci as por cal marme en l os momentos de estrés y desesperaci ón y por recordarme si empre que podí a segui r adel ante. A mi papá, Javi er Gómez, graci as por acompañarme si n dudarl o a consegui r materi al es i ncl uso en l os momentos más di f í ci l es y de úl ti ma hora. A mi hermano, graci as por cada abrazo y por sacarme una sonri sa cuando más l o necesi taba.

Asi mi smo, agradezco a l a empresa Voxel 3D por permi ti rme real i zar mi s pasantí as en un contexto real y por potenci ar el desarrol l o del proyecto. De manera especi al , agradezco a mi j efe, Leonardo Vel azco, por su guí a en el di seño técni co, materi al e i ndustri al , así como por sus consej os y su apoyo constante durante todo el proceso. Tambi én agradezco a mi s compañeros de pasantí a por sus opi ni ones y recomendaci ones, especi al mente a Hernán Jerez por su ayuda en l a producci ón de l os prototi pos.

I gual mente, qui ero agradecer a mi tutor, Juan Sebasti án Hernández Ol ave, por su paci enci a, acompañami ento y ori entaci ón durante cada etapa del proyecto.

Fi nal mente, me agradezco a mí mi sma por no rendi rme, i ncl uso en l os momentos de cansanci o, estrés y duda. A pesar de l as pocas horas de sueño y de l as múl ti pl es responsabi l i dades, l ogré l l egar hasta l a recta f i nal graci as a l a determi naci ón, l a moti vaci ón y al apoyo de l as personas que me rodean y creen en mí .

I gual mente, qui ero agradecer a mi tutor, Juan Sebasti án Hernández Ol ave, por su paci enci a, acompañami ento y ori entaci ón durante cada etapa del proyecto.

Dedicatoria Dedicatoria

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E l presente Trabaj o de Grado surge a par ti r de l as probl emáti cas de desorden, baj a opti mi zaci ón espaci al y posturas ergonómi cas i nadecuadas i denti f i cadas dentro de l a empresa Voxel 3D, estudi o dedi cado a fabri caci ón di gi tal , model ado e i mpresi ón 3D ubi cado en Bogotá, Col ombi a. A par ti r de obser vaci ones di rectas, anál i si s antropométri cos, recorri dos espaci al es, encuestas i nternas y ej erci ci os de co-creaci ón, se i denti f i có que l as di námi cas de trabaj o de l os empl eados se veí an afectadas por l a di f i cul tad para acceder a herrami entas e i nsumos, l a acumul aci ón de materi al es y resi duos producti vos, así como por l a ausenci a de un si stema organi zati vo adaptabl e a l as condi ci ones real es del espaci o.

En rel aci ón con l a pregunta proyectual : ¿cómo di señar un si stema modul ar, ergonómi co y adaptabl e que permi ta organi zar ef i ci entemente herrami entas, materi al es e i nsumos dentro de Voxel 3D, opti mi zando l a producti vi dad, l a ergonomí a y el aprovechami ento del espaci o?, se pl anteó como obj eti vo general desarrol l ar un si stema de organi zaci ón modul ar y escal abl e capaz de responder a l as necesi dades producti vas, espaci al es y ergonómi cas de l a empresa medi ante estrategi as de fabri caci ón hí bri da y di seño adaptabl e.

Respecto a l a metodol ogí a, el proyecto se desarrol l ó medi ante un proceso i terati vo di vi di do en fases de acti vaci ón crí ti ca, expl oraci ón si tuada, construcci ón proyectual , val i daci ón y formal i zaci ón. A l o l argo del proceso se i mpl ementaron herrami entas como checkl i st de obser vaci ón, anál i si s de movi mi entos, entrevi stas, l l uvi a de i deas, anál i si s ergonómi cos REBA y RULA, model ado 3D, si mul aci ones estructural es, opti mi zaci ón topol ógi ca y prototi pado medi ante fabri caci ón adi ti va. Asi mi smo, se anal i zaron referentes comerci al es, si stemas i mpresos en 3D y sol uci ones hí bri das para establ ecer cri teri os técni cos, formal es y funci onal es apl i cados al di seño f i nal . Fi nal mente, el resul tado del proyecto se consol i dó en el si stema KOSMOS: organi zaci ón modul ar, una propuesta compuesta por módul os conf i gurabl es, estructuras metál i cas y accesori os i mpresos en 3D que permi ten adaptar el si stema a di ferentes áreas de trabaj o dentro de l a empresa. Entre l os pri nci pal es apor tes del proyecto se encuentran l a i ntegraci ón entre ergonomí a f í si ca y cogni ti va, l a i mpl ementaci ón de fabri caci ón hí bri da para opti mi zar costos y resi stenci a estructural , l a reuti l i zaci ón de resi duos producti vos como carretes y caj as de f i l amento, y el desarrol l o de una sol uci ón fl exi bl e capaz de evol uci onar según l as necesi dades del usuari o y del espaci o.

Pal abras cl ave: modul ari dad, ergonomí a, fabri caci ón adi ti va, organi zaci ón espaci al , di seño i ndustri al .

¿D E Q U É S E T R ATA TO D O E S TO ?

RESUMEM

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Thi s undergraduate thesi s emerged from i ssues rel ated to di sorder, poor spati al opti mi zati on, and i nadequate ergonomi c postures i denti fi ed wi thi n Voxel 3D, a di gi tal fabri cati on, model i ng, and 3D pri nti ng studi o l ocated i n Bogotá, Col ombi a. Through di rect observati on, anthropometri c anal ysi s, spati al movement mappi ng, i nternal surveys, and co-creati on exerci ses, i t was i denti fi ed that empl oyees’ workfl ows were negati vel y affected by di ffi cul ti es accessi ng tool s and suppl i es, accumul ati on of materi al s and producti on waste, and the absence of an organi zati onal system adaptabl e to the actual condi ti ons of the workspace.

Regardi ng the proj ect questi on — how to desi gn a modul ar, ergonomi c, and adaptabl e system capabl e of effi ci entl y organi zi ng tool s, materi al s, and suppl i es wi thi n Voxel 3D whi l e i mprovi ng producti vi ty, ergonomi cs, and spati al opti mi zati on — the mai n obj ecti ve was to devel op a modul ar and scal abl e organi zati onal system capabl e of respondi ng to the company’s producti ve, spati al , and ergonomi c needs through hybri d manufacturi ng strategi es and adaptabl e desi gn pri nci pl es.

Concerni ng the methodol ogy, the proj ect was devel oped through an i terati ve process di vi ded i nto phases of cri ti cal acti vati on, si tuated expl orati on, proj ect constructi on, val i dati on, and formal i zati on. Throughout the process, several tool s were i mpl emented, i ncl udi ng observati on checkl i sts, movement anal ysi s, i ntervi ews, brai nstormi ng sessi ons, REBA and RULA ergonomi c eval uati ons, 3D model i ng, structural si mul ati ons, topol ogy opti mi zati on, and addi ti ve manufacturi ng prototypi ng. Li kewi se, commerci al references, 3D-pri nted systems, and hybri d sol uti ons were anal yzed to establ i sh techni cal , formal , and functi onal cri teri a appl i ed to the fi nal proposal .

Fi nal l y, the proj ect resul ted i n the KOSMOS modul ar organi zati on system, a proposal composed of confi gurabl e modul es, metal structures, and 3Dpri nted accessori es desi gned to adapt to di fferent work areas wi thi n the company. Among the proj ect’s mai n contri buti ons are the i ntegrati on of physi cal and cogni ti ve ergonomi cs, the i mpl ementati on of hybri d manufacturi ng to opti mi ze costs and structural resi stance, the reuse of producti on waste such as fi l ament spool s and boxes, and the devel opment of a fl exi bl e sol uti on capabl e of evol vi ng accordi ng to users’ needs and workspace condi ti ons.

Keywords: modul ari ty, ergonomi cs, addi ti ve manufacturi ng, Spati al organi zati on, i ndustri al desi gn.

W H AT I S A L L T H I S A B O U T ?

ABSTRACT

p. 6

Indice Indice

INTRODUCCIÓN

1 1

1. 1 I TI NERARI O PROYECTUAL

MARCO DE SENTIDO

2 2

2. 1 CONCEPTOS CLAVE

2. 2 CONTEXTO CULTURAL, MATERI AL Y SI MBÓLI CO

2. 3 POSTURA ASUMI DA

DIAGNÓSTICO PROYECTUAL

3. 1 CARACTERI ZACI ÓN DEL PROBLEMA

3. 2 TÉCNI CAS APLI CADAS Y ANÁLI SI S DEL USUARI O

3. 3 SÍ NTESI S DE NECESI DADES Y CARACTERÍ STI CAS DEL SI STEMA

3. 4 FORMULACI ÓN DEL PROBLEMA

MARCO REFERENCIAL

4. 1 PRODUCTOS COMERCI ALES

4. 2 SI STEMAS I MPRESOS EN 3D

4. 3 SOLUCI ONES HÍ BRI DAS

PROCESO PROYECTUAL

5. 1 FASE 1: ACTI VACI ÓN SI TUADA

5. 2 FASE 2: EXPLORACI ÓN SI TUADA

5. 3 FASE 3-4: CONSTRUCCI ÓN PROYECTUAL Y VALI DACI ÓN Y FORMALI ZACI ÓN

5. 4 FASE 5: CI ERRE Y SÍ NTESI S

RESULTADO FINAL

6. 1 DESCRI PCI ÓN TÉCNI CA Y FUNCI ONAL DEL SI STEMA E I MÁGENES,

RENDERS, PLANOS, SI MULACI ONES

6. 2 APORTES PROYECTUALES

6. 3 VALOR DI FERENCI A

EVALUACIÓN Y REFLEXIÓN

7 7

¿QUÉ FUNCI ONÓ Y QUÉ NO?

APRENDI ZAJES OBTENI DOS.

ARTI CULACI ÓN ENTRE TEORÍ A, PRÁCTI CA, CONTEXTO Y POSTURA

PROYECTUAL.

JUI CI O ÉTI CO Y SOCI AL DEL PROYECTO.

PROYECCIÓN

VI ABI LI DAD TÉCNI CA O EMPRESARI AL

POSI BI LI DADES DE I MPLEMENTACI ÓN, CI RCULACI ÓN O ESCALABI LI DAD.

PREGUNTAS ABI ERTAS O LÍ NEAS DE DESARROLLO FUTURO

BIBLIOGRAFIA

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Mi i nterés por el proyecto nace de l a expl oraci ón del potenci al de l a i mpresi ón 3D como herrami enta de di seño, producci ón y experi mentaci ón en un contexto real de trabaj o. Más al l á de fabri car pi ezas ai sl adas, resul ta i nteresante pensar en cómo l a fabri caci ón di gi tal puede conver ti rse en un medi o capaz de estructurar si stemas compl etos de organi zaci ón, opti mi zar procesos y modi f i car l a rel aci ón entre el usuari o, el espaci o y l os obj etos que uti l i za di ari amente. En paral el o, surge el i nterés por l os si stemas modul ares y escal abl es, ya que permi ten construi r sol uci ones fl exi bl es, adaptabl es y capaces de evol uci onar según l as necesi dades de cada entorno. Esta i nvesti gaci ón se desarrol l a dentro de Voxel 3D , empresa enfocada en model ado, i mpresi ón 3D y prototi pado. Donde l a obser vaci ón del trabaj o coti di ano y el anál i si s ergonómi co real i zado a l os empl eados, surgi eron vari as i nqui etudes: ¿Por qué el desorden permanece i ncl uso en espaci os al tamente técni cos?, ¿De qué manera l a organi zaci ón i nfl uye en l a producti vi dad y en l a concentraci ón?, ¿Qué rel aci ón exi ste entre el acceso a herrami entas y l a ergonomí a f í si ca y cogni ti va? Y, sobre todo, ¿qué puede apor tar el di seño i ndustri al f rente a si tuaci ones que normal mente se resuel ven de manera i mprovi sada? Estas preguntas ori entan el proyecto haci a una propuesta que no busca úni camente al macenar obj etos, si no reorgani zar di námi cas de trabaj o y mej orar l a experi enci a di ari a de l os usuari os.

Como resul tado del proceso de i nvesti gaci ón y di agnósti co, l a propuesta evol uci onó haci a el di seño de un si stema de organi zaci ón compuesto por un muebl e modul ar y escal abl e como estructura pri nci pal , compl ementado por accesori os y pi ezas i ntercambi abl es desti nadas al al macenami ento y acceso rápi do de herrami entas de uso f recuente. La conf i guraci ón pl anteada permi te organi zar y faci l i tar l a búsqueda de herrami entas y mantener un control vi sual más cl aro del i nventari o. Además, l a di stri buci ón ergonómi ca del mobi l i ari o busca reduci r posturas forzadas y despl azami entos i nnecesari os durante l a j ornada l aboral . De i gual forma, l a i ncorporaci ón de col ores, eti quetas y zonas i denti f i cabl es contri buye a l a ergonomí a cogni ti va, faci l i tando el reconoci mi ento rápi do de herrami entas y materi al es dentro del espaci o de trabaj o.

Real i zar l a pasantí a en empresa con proyecto de grado me permi ti ó desarrol l ar l a propuesta desde una si tuaci ón concreta y no desde un escenari o hi potéti co. Esto i mpl i có comprender l i mi taci ones real es de producci ón, espaci o, costos y fabri caci ón. Por consi gui ente, l a modul ari dad y l a i mpresi ón 3D no aparecen como deci si ones estéti cas o experi mental es, si no como estrategi as coherentes con l as capaci dades técni cas de l a empresa. Adi ci onal mente, el proyecto i ncorpora el aprovechami ento de resi duos como caj as y carretes vací os de f i l amento, i ntegrándol os al si stema como par te funci onal del mobi l i ari o y reduci endo el desperdi ci o dentro del proceso producti vo y, a su vez, el desorden vi sual en l a empresa. Fi nal mente, este documento se organi za de manera progresi va, comenzando con l a contextual i zaci ón del probl ema y l os fundamentos conceptual es rel aci onados con ergonomí a, modul ari dad y organi zaci ón del espaci o. Posteri ormente, se presentan l os anál i si s y hal l azgos obteni dos durante el proyecto de di agnósti co, segui dos por el estudi o de referentes, el desarrol l o de l a propuesta y l a val i daci ón del si stema. La estructura pl anteada busca evi denci ar el ví ncul o entre i nvesti gaci ón, anál i si s y apl i caci ón prácti ca dentro de un entorno producti vo real .

¿Q U É E S Y P O R Q U É E S T E T EM A?

INTRODUCCIÓN

1 1

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¿CÓ M O S E P L A N T E A E L D E SA R RO L LO D E E S T E PROYECTO ?

ITINERARIO PROYECTUAL

1.1

Fase Método Por hacer Herramientas Instrumentos Entregas

sem

1-3

Exploración profunda del contexto Reajusto el problema con base en reuniones iniciales con Voxel 3D, Organizo la matriz metodológica, Defino el enfoque del proyecto, Inicio la bitácora y aclaro criterios operativos y ambientales del proyecto.

Observación del entorno, Entrevistas breves con el equipo, Análisis de actividades y necesidades relacionado al problema.

Bitácora de campo Registro fotográfico Matriz de categorías de objetos (tipos de herramientas, tamaños, frecuencia de uso) Formulación argumentada del proyecto, un cuadro de decisiones metodológicas y la bitácora de avances

sem

4-6

Construcción de marcos Desarrollo del estado del arte crítico, Construcción de marcos propositivos y Primeras experimentaciones con formas, módulos y configuraciones.

Benchmarking, Análisis de casos análogos, Desarrollo de criterios del diseño/producto.

Matriz comparativa, Mapas conceptuales, Línea de tiempo funcional del problema.

Marcos de sentido, trabajo de campo, estado del arte crítico y las experimentaciones iniciales.

sem

7-10

Construcción proyectual Desarrollo de modelos conceptuales del sistema modular, Modelado 3D de las piezas y definiciones de funcionamiento, Planos técnicos y narrativa visual y Pruebas de materiales sostenibles.

Sketching, Modelado 3D, Prototipado y Pruebas formales y funcionales a escala.

Modelos conceptuales, Impresiones 3D iniciales, Pruebas de ensamblaje y Evaluación interna (Voxel 3D) Modelos conceptuales, planos y propuestas técnicas y una narrativa visual..

sem

11-14

Iteración, validación y consolidación Prototipos funcionales, Pruebas de uso directas con el equipo para medir resistencia, ergonomía y eficiencia, Iteraciones basadas en la retroalimentación real del entorno y Redacción del documento preliminar. Testeo con el equipo Voxel 3D, Escenarios de uso, Matriz de validación y Mejoras técnicas según resultados.

Prototipos avanzados, Registro de validaciones y el Informe preliminar.

Prototipos funcionales, validación documentada y el documento preliminar del proyecto.

sem

15-16

Sustentación profesional Preparación del montaje del proyecto en el Salón de Diseño, la presentación final del sistema modular, y la redacción del documento final.

Visualización 3D del stand, cotización y comparación de insumos, preparación de un pitch.

Modelado y renderizado 3D, matriz comparativa y modelos de sustentación.

Montaje en Salón de Diseño, la sustentación y el documento final

T a b l a 1 : C r o n o g r a m a N o t a : T a b l a e l a b o r a d a p o r l a a u to r a .

p. 9

Para comenzar, l a comprensi ón del probl ema y l a ori entaci ón del proyecto se fundamentan en ci nco conceptos cl ave: l a ergonomí a fí si ca y cogni ti va, el desorden como factor que afecta l a producti vi dad, l a modul ari dad como estrategi a de di seño, l a fabri caci ón adi ti va medi ante i mpresi ón 3D en fi l amento y l a opti mi zaci ón topol ógi ca como herrami enta para reduci r materi al y costos de producci ón. La rel aci ón entre l os conceptos menci onados permi te i nterpretar l a si tuaci ón i denti fi cada dentro de Voxel 3D y, al mi smo ti empo, ori entar l as deci si ones de di seño desde cri teri os funci onal es, producti vos y ergonómi cos.

L A BAS E CO N T E X T UA L , CO N C E PT UA L Y T EÓ R ICA .

MARCO DE SENTIDO

2 2

CONCEPTOS CLAVE

2.1

L A E RG O N O M Í A F Í S I CA Y CO GNI T IVA

En pri mer l ugar, l a ergonomí a permi te comprender l a rel aci ón entre el usuari o, l as herrami entas y el espaci o de trabaj o. La Asoci aci ón I nternaci onal de Ergonomí a, organi zaci ón i nternaci onal referente en el estudi o de l a ergonomí a y l os factores humanos [I EA] (2021) defi ne l a ergonomí a como “l a di sci pl i na ci entí fi ca que se ocupa de l a comprensi ón de l as i nteracci ones entre humanos y otros el ementos de un si stema”. Esta defi ni ci ón evi denci a que el di seño no debe centrarse úni camente en el obj eto, si no en el si stema compl eto de i nteracci ón entre cuerpo, entorno y acti vi dad l aboral . Desde una perspecti va compl ementari a, Wi ckens et al . (2015), referentes en i ngeni erí a de factores humanos, expl i can que l a ergonomí a cogni ti va estudi a procesos rel aci onados con l a atenci ón, l a memori a y l a toma de deci si ones durante l a ejecuci ón de tareas. En consecuenci a, un entorno desorgani zado no sol o genera i ncomodi dad fí si ca, si no tambi én fati ga mental y pérdi da de concentraci ón. De hecho, i nvesti gaci ones reci entes real i zadas por Shari at et al . (2025), publ i cada en Sci enti fi c Reports, demuestran que l as mal as confi guraci ones espaci al es aumentan el ri esgo de trastornos muscul oesquel éti cos en entornos de trabaj o. Del mi smo modo, Carayón et al . (2021), por medi o del model o SEI PS, estudi os en di seño de si stemas de trabaj o, sosti enen que l as condi ci ones fí si cas y organi zaci onal es i nfl uyen di rectamente sobre l a seguri dad, el bi enestar y l a producti vi dad del usuari o. A parti r de l a i nformaci ón menci onada, l a ergonomí a se convi erte en un cri teri o fundamental para defi ni r al turas, al cances y recorri dos dentro del si stema organi zador.

E L D E S O R D E N CO M O FAC TO R QU E A FECTA L A PRO D U CT IV I DA D

Por otro l ado, el desorden se enti ende como una condi ci ón que afecta tanto l a producti vi dad como el estado cogni ti vo de l os trabaj adores. Gi fford (2014), referente en psi col ogí a ambi ental , di sci pl i na que estudi a l a rel aci ón entre l as personas y su ambi ente, pl antea que el entorno fí si co i nfl uye di rectamente sobre l as emoci ones y el comportami ento humano. Desde l a mi sma l í nea, Mateo et al . (2013) en el estudi o publ i cado en Management Deci si on, concl uyen que “l os parti ci pantes que trabaj an en ambi entes desordenados cometi eron más errores que aquel l os en ambi entes ordenados” (p. 473), demostrando que l os espaci os desorgani zados i ncrementan l a posi bi l i dad de errores y reducen l a preci si ón durante l as tareas cogni ti vas.

p. 10

Asi mi smo, i nvesti gaci ones en neuroci enci a como l as de McMai ns y Kastner (2011), expl i can que el exceso de estí mul os vi sual es compi te por l os recursos atenci onal es del cerebro, generando sobrecarga cogni ti va y di smi nuyendo l a capaci dad de concentraci ón. En consecuenci a, el orden deja de entenderse úni camente como una cal i dad estéti ca y pasa a converti rse en una estrategi a para mej orar el rendi mi ento l aboral , reduci r i nterrupci ones y faci l i tar l a i denti fi caci ón de herrami entas e i nsumos dentro del espaci o de trabaj o.

L A M O D U L A R IDA D CO M O E ST R ATEG IA D E D IS E Ñ O

En rel aci ón con l a modul ari dad, l a estrategi a proyectual permi te responder a contextos cambi antes y necesi dades vari abl es. Ul ri ch y Eppi nger (2016), referentes en i ngeni erí a y desarrol l o de productos, afi rman que “l a arqui tectura de producto modul ar permi te construi r un producto en fragmentos di scretos que se pueden combi nar de di ferentes maneras” (p. 185). La l ógi ca modul ar permi te desarrol l ar si stemas fl exi bl es, escal abl es y adaptabl es, donde cada componente puede reorgani zarse según l as acti vi dades del usuari o o l as l i mi taci ones espaci al es del entorno. Dentro del proyecto, l a modul ari dad adqui ere rel evanci a debi do a l a necesi dad de reorgani zar constantemente herrami entas, materi al es y accesori os uti l i zados durante procesos de i mpresi ón, model ado y acabados. Además, l a confi guraci ón modul ar faci l i ta el reempl azo de pi ezas i ndi vi dual es si n modi fi car compl etamente l a estructura del si stema, reduci endo ti empos y costos de producci ón.

L A FA B R I CAC I Ó N A D I T IVA M E D IA N T E IM PR E S IÓ N 3D E N F IL A M EN TO

A conti nuaci ón, l a fabri caci ón adi ti va medi ante i mpresi ón 3D en fi l amento se i ncorpora como otro concepto fundamental para el proyecto. Gi bson y col s. (2021), i nvesti gadores reconoci dos i nternaci onal mente por sus aportes al estudi o de l a manufactura adi ti va y autores referentes dentro del campo de fabri caci ón di gi tal , descri ben l a fabri caci ón adi ti va como un proceso de fabri caci ón capa por capa basado en model os di gi tal es tri di mensi onal es. Dentro del di seño i ndustri al , l a i mpresi ón 3D ha evol uci onado desde el prototi pado rápi do haci a l a fabri caci ón funci onal de componentes con resi stenci a mecáni ca, apl i caci ones estructural es y producci ón personal i zada.

Chua y Leong (2017), especi al i stas en manufactura adi ti va y referentes académi cos en tecnol ogí as de i mpresi ón 3D apl i cadas al di seño i ndustri al , señal an que l a fabri caci ón adi ti va “permi te l a personal i zaci ón masi va al ti empo que reduce l as l i mi taci ones de herrami entas y producci ón” (p. 12). Por consi gui ente, l a i mpresi ón 3D no sol o faci l i ta l a personal i zaci ón del si stema organi zador, si no tambi én l a fabri caci ón de pi ezas adaptadas a necesi dades ergonómi cas especí fi cas si n recurri r a procesos i ndustri al es compl ej os.

Dentro del di seño i ndustri al contemporáneo, l a i mpresi ón FDM se uti l i za cada vez más en mobi l i ari o, soportes estructural es y si stemas organi zati vos debi do a su capaci dad para produci r componentes l i vi anos, resi stentes y fáci l mente repl i cabl es. La condi ci ón menci onada resul ta especi al mente rel evante para el proyecto, ya que permi te fabri car pi ezas de uni ón, soportes y accesori os adaptabl es a di ferentes confi guraci ones del si stema modul ar.

p. 11

L A O P T I M I Z AC I Ó N TO P O LÓ G I CA CO M O H ER R A M IE NTA PA R A

R E D U C I R M AT E R I A L Y COS TOS D E PRO D U CC IÓ N

Fi nal mente, l a opti mi zaci ón topol ógi ca aparece como una estrategi a ori entada a reduci r materi al si n comprometer l a resi stenci a estructural . Bendsoe y Si gmund (2003), i nvesti gadores referentes en i ngeni erí a estructural y opti mi zaci ón matemáti ca apl i cada al di seño de producto, expl i can que l a opti mi zaci ón topol ógi ca consi ste en di stri bui r materi al úni camente en l as zonas donde resul ta estructural mente necesari o. En otras pal abras, el método busca el i mi nar masa i nnecesari a para di smi nui r peso, ti empos de i mpresi ón y consumo de materi al , manteni endo l a estabi l i dad mecáni ca de l a pi eza.

La apl i caci ón de opti mi zaci ón topol ógi ca dentro del di seño i ndustri al ha aumentado si gni fi cati vamente graci as a l a fabri caci ón adi ti va, ya que l a i mpresi ón 3D permi te produci r geometrí as compl ej as i mposi bl es de fabri car medi ante procesos tradi ci onal es. Según Zhu et al . (2016), i nvesti gadores enfocados en manufactura adi ti va y opti mi zaci ón estructural , l a combi naci ón entre fabri caci ón adi ti va y opti mi zaci ón estructural permi te desarrol l ar productos más efi ci entes, l i geros y sosteni bl es. En el contexto del proyecto, l a estrategi a menci onada resul ta fundamental debi do a l a necesi dad de di smi nui r costos de producci ón y ti empos de i mpresi ón dentro de l a empresa.

Por consi gui ente, l a i ntegraci ón entre modul ari dad, fabri caci ón adi ti va y opti mi zaci ón topol ógi ca permi te desarrol l ar un si stema organi zador resi stente y funci onal , pero tambi én económi camente vi abl e y adaptabl e a l as capaci dades técni cas de producci ón de l a empresa.

CONTEXTO CULTURAL, MATERIAL Y SIMBÓLICO

2.2

Como se menci onó anteri ormente, esta i nvesti gaci ón se desarrol l a en Voxel 3D , estudi o ubi cado en el centro de Bogotá dedi cado al model ado di gi tal , i mpresi ón 3D, prototi pado y vi sual i zaci ón de producto. La di námi ca coti di ana del espaci o i nvol ucra procesos constantes de fabri caci ón, mani pul aci ón de herrami entas, acabados manual es y al macenami ento de materi al es, l o que genera acumul aci ón de i nsumos y recorri dos repeti ti vos entre l as áreas de trabaj o.

El proyecto responde di rectamente a necesi dades observadas dentro de l a empresa, parti cul armente rel aci onadas con el desorden, l a pérdi da de ti empo, l as mal as posturas y l a di fi cul tad para acceder rápi damente a herrami entas e i nsumos. Además, l a i nvesti gaci ón evi denci a otro factor determi nante para l a fabri caci ón del producto: l a necesi dad de reduci r costos y ti empos de producci ón si n comprometer resi stenci a estructural ni funci onal i dad; esto se debe a que l a mi sma empresa cubri rá di chos costos. Respecto a l a di mensi ón materi al , el proyecto i ncorpora PET-G como materi al pri nci pal para l as pi ezas i mpresas en 3D. Chua y Leong (2017) expl i can que l os materi al es termopl ásti cos como el PET-G destacan por su resi stenci a mecáni ca, estabi l i dad di mensi onal y faci l i dad de fabri caci ón medi ante procesos FDM. El PET-G —pol i eti l eno tereftal ato gl i col i zado—, a di ferenci a de otros fi l amentos uti l i zados en i mpresi ón FDM, presenta menor contracci ón térmi ca durante l a i mpresi ón, reduci endo deformaci ones y fal l as estructural es. General mente, el PET-G se i mpri me entre 220 °C y 250 °C, con temperaturas de cama cercanas a 70 °C u 80 °C. Además, posee buena resi stenci a al i mpacto, a l a humedad y esfuerzos de carga conti nua, razón por l a cual suel e uti l i zarse en pi ezas mecáni cas, soportes estructural es y componentes funci onal es.

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De forma compl ementari a, l a estructura pri nci pal del si stema organi zador i ncorpora al umi ni o y acero col d rol l ed debi do a su capaci dad de soportar cargas estáti cas y esfuerzos mecáni cos constantes. Ashby y Johnson (2011), referentes en sel ecci ón de materi al es para di seño i ndustri al e i ngeni erí a de producto, expl i can que el al umi ni o combi na l i gereza y resi stenci a a l a corrosi ón, mi entras que el acero l ami nado en frí o ofrece al ta ri gi dez estructural y estabi l i dad di mensi onal . La combi naci ón entre materi al es metál i cos y pi ezas i mpresas permi te equi l i brar resi stenci a, peso y faci l i dad de fabri caci ón.

A ni vel si mból i co, l a propuesta i ncorpora l a reuti l i zaci ón de resi duos generados dentro de l a empresa, parti cul armente caj as de carretes y carretes vací os de fi l amento. Más que un recurso decorati vo, l a estrategi a funci ona como mecani smo para reduci r l a acumul aci ón de resi duos y aprovechar el ementos di sponi bl es dentro del espaci o producti vo. En efecto, l a i ntegraci ón de componentes reuti l i zados permi te ampl i ar el si stema modul ar medi ante pi ezas accesi bl es y fáci l mente reempl azabl es. La di mensi ón si mból i ca tambi én se rel aci ona con l a búsqueda de producti vi dad y bi enestar l aboral . El orden se enti ende como una condi ci ón capaz de mej orar l a ergonomí a fí si ca y cogni ti va del usuari o. La i ntenci ón no consi ste úni camente en al macenar obj etos, si no en construi r un entorno de trabaj o más cl aro, efi ci ente y cómodo para qui enes i nteractúan di ari amente con el espaci o.

POSTURA ASUMIDA

2.3

El proyecto se desarrol l a desde una perspecti va del di seño i ndustri al apl i cada a un contexto real de trabaj o dentro de Voxel 3D. La i nvesti gaci ón parte del anál i si s de l as di námi cas l aboral es de l os empl eados, l os recorri dos constantes dentro de l a ofi ci na, l as l i mi taci ones espaci al es y l as capaci dades técni cas di sponi bl es para fabri car componentes funci onal es medi ante i mpresi ón 3D.

La propuesta no busca di señar úni camente un obj eto organi zador, si no estructurar un si stema que mej ore l a rel aci ón entre usuari o, herrami entas y espaci o de trabaj o. Para l ograrl o, el proyecto i ntegra cri teri os de ergonomí a fí si ca y cogni ti va con estrategi as de modul ari dad y fabri caci ón di gi tal , permi ti endo adaptar el si stema a di ferentes confi guraci ones y necesi dades.

Además, l a i nvesti gaci ón enti ende l a efi ci enci a no sol o como producti vi dad, si no tambi én como bi enestar l aboral . Por esa razón, el si stema i ncorpora al turas ergonómi cas, accesos i ntui ti vos y reducci ón de despl azami entos i nnecesari os. De forma paral el a, l a uti l i zaci ón de i mpresi ón 3D y opti mi zaci ón topol ógi ca permi te di smi nui r consumo de materi al , ti empos de fabri caci ón y costos de producci ón, manteni endo resi stenci a estructural y vi abi l i dad técni ca.

Fi nal mente, postura de di seño se fundamenta en pri nci pi os de adaptabi l i dad, efi ci enci a y opti mi zaci ón materi al , pl anteando una estructura capaz de evol uci onar según l as necesi dades del usuari o y l as condi ci ones del entorno.

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DIAGNÓSTICO PROYECTUAL

¿P O R Q U É PASA LO Q U E PASA Y CÓ M O PASA?

CARACTERIZACIÓN DEL PROBLEMA

3.1

Para comenzar, el proyecto surge a parti r de una necesi dad i denti fi cada di rectamente por Voxel 3D. Durante el desarrol l o de l as acti vi dades di ari as, l a empresa reconoci ó probl emas constantes rel aci onados con el desorden, l a acumul aci ón de materi al es y l a di fi cul tad para acceder rápi damente a herrami entas e i nsumos necesari os para l a producci ón. En rel aci ón con l a si tuaci ón observada, l as herrami entas de uso frecuente permanecen sobre mesas de trabaj o, computadores o superfi ci es i mprovi sadas, mi entras que materi al es y resi duos de i mpresi ón, prototi pos y pi ezas pequeñas se di stri buyen en di ferentes áreas de l a ofi ci na, i ncl ui das zonas no desti nadas, como l a coci na, generando saturaci ón vi sual y ocupaci ón i nnecesari a del espaci o.

Debi do a l a ausenci a de un si stema estructurado de organi zaci ón, l os empl eados deben despl azarse constantemente entre di ferentes áreas para buscar materi al es o herrami entas, i nterrumpi endo procesos de trabaj o y afectando l a concentraci ón durante acti vi dades de model ado, prototi pado y acabados. En rel aci ón con esto, muchas herrami entas no poseen un l ugar fi j o, condi ci ón Medi ante di ál ogos sosteni dos con Leonardo Vel azco, di rector creati vo de l a empresa, se acordó que el proyecto serí a fi nanci ado compl etamente y produci do parci al mente por l a compañí a, condi ci ón que exi ge opti mi zar materi al es, costos y ti empos de fabri caci ón. Asi mi smo, consi derando el l í mi te temporal de 16 semanas para el desarrol l o del proyecto, surge l a necesi dad de i mpl ementar estrategi as de producci ón efi ci entes que permi tan fabri car componentes resi stentes en el menor ti empo posi bl e.

que genera pérdi da de ti empo, repeti ci ón de movi mi entos y di fi cul tades para mantener i nventari os actual i zados.

Por consi gui ente, l a empresa pl anteó l a necesi dad de desarrol l ar un si stema organi zador adaptabl e al espaci o exi stente, evi tando reorgani zaci ones compl etas de l a ofi ci na o l a i mpl ementaci ón de muebl es convenci onal es del mercado que no responden a l as di námi cas real es de trabaj o.

N o t a : Im á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i a n te fo to g r a f í a d i gi t a l . F ig u r a 1 : E v i d e n c ia fo to g r á fi c a d e l p r o b le m a . F i g u r a 2 : E v i d e n c ia fo to g r á f ic a d e l p r o b le m a . F ig u r a 3 : E v i d e n c ia fo to g r á fi c a d e l p r o b le m a . F i g u r a 4 : E v i d e n c ia fo to g r á f ic a d e l p r o b le m a .

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Area/Cargo Personas Dirección creativa

Finanzas

Ventas y marketing

Gestión de proyectos

Soporte técnico y mantenimiento

Producción

De manera parci al , el área de gesti ón de proyectos i nteractúa con l os si stemas de al macenami ento durante procesos de revi si ón y coordi naci ón. A di ferenci a de otras áreas enfocadas pri nci pal mente en el uso de computadores, el personal de producci ón al terna conti nuamente entre trabaj o di gi tal y acti vi dades manual es. Por esa razón, l os empl eados real i zan despl azami entos frecuentes entre i mpresoras, mesas de acabado, zonas de al macenami ento y áreas de ensambl aj e, movi l i zando herrami entas, pi ezas i mpresas, materi al es de i mpresi ón y componentes el ectróni cos.

TÉCNICAS APLICADAS Y ANÁLISIS DEL USUARIO

3.2

A ntes que nada, fue necesari o i denti fi car l a estructura organi zaci onal de l a empresa y l os actores i nvol ucrados en l a probl emáti ca. Voxel 3D se encuentra conformada por ocho i ntegrantes fi j os, di stri bui dos de l a si gui ente manera:

P E R F I L D E L U S UA R I O Y AC TO R ES IN VO LU C RA D OS P E R F I L D E L U S UA R I O Y AC TO R ES IN VO LU C RA D OS Posteri orme nte, se defi ni ó como usuari o pri nci pal a l os empl eados del área de producci ón y soporte técni co, conformados pri nci pal mente por pasantes encargados de model ado 3D, i mpresi ón, prototi pado y acabados. La persona encargada de soporte técni co y manteni mi ento tambi én parti ci pa constantemente en acti vi dades rel aci onadas con herrami entas y materi al es.

Usuari o pri nci pal P e r s o n a l d e p r o d u c c i ó n y té c n i c o .

Edad: 20 - 30 años Acti vi dades pri nci pales:

M o d e l a d o 3 D I m p r e s i ó n 3 D P o s t p r o c e s a do y a c ab a d o s O r g a n i z a c i ó n de m a te r ia le s E n s a m b le y p r ue b a s Herrami entas uti li zadas:

P i n z a s L l a v e s D e s to r n i l l a d o re s L i j a s C i n t a s F i l a m e n to R e s i n a P i e z a s i m p r e sa s T o r n i l l e r ía y c o m p o n en t e s p e qu eñ o s Problemas i denti fi cados:

D e so r d en v i su a l P é rd i d a de h e rr a m ie n ta s P o st u ra s in c ó m o d a s S a tu r ac ió n d e m es as D e sp la z a m ie n t o s c o n sta n t es D i f ic u l ta d p a ra e n c o nt ra r m a t er ia le s Necesi dades del usuari o:

A c c eso r á p id o a h e rr a m i e n ta s O rg a n i z ac ió n i n t u it i v a T r a ns p o rt e c ó m o d o d e pi ez a s M e n o r e sf u e rz o f í si c o A p r o v ec ha m i e nt o ef i c i en te d el e sp a c i o C l as if i c ac ió n v i su a l c l ar a Asi mi smo, se defi ni ó como públ i co obj eti vo a tal l eres, empresas de producci ón y espaci os de fabri caci ón di gi tal que presenten probl emas de organi zaci ón, ergonomí a y producti vi dad, especi al mente l ugares que requi eran si stemas adaptabl es al espaci o di sponi bl e y al ternati vas di ferentes a l os muebl es convenci onal es del mercado.

T a b la 2 : D i s t r i b u c ió n d e c ar g o s d e n tr o d e l a e m p r e s a . N o ta : T a b l a e la b o r a d a p o r la a u to r a . N o t a : E la b o r a d a s p o r la a u to r a . F i g u r a 5 : P e r f i l d e u su a r i o / p u b lic o o b j e t iv o

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Con el propósi to de comprender profundamente l a probl emáti ca de organi zaci ón dentro de l a empresa, se i mpl ementaron cuatro herrami entas pri nci pal es: observaci ón di recta medi ante checkl i st, encuesta i nterna, mi ni l l uvi a de i deas y anál i si s antropométri co acompañado de anál i si s de movi mi entos dentro del espaci o l aboral . Cada metodol ogí a permi ti ó estudi ar l a si tuaci ón desde di mensi ones fí si cas, cogni ti vas y funci onal es.

H E R R A M I E N TAS D E I N V E S T I GAC IÓ N A PL ICA DAS

En pri mer l ugar, l a observaci ón di recta permi ti ó i denti fi car que l a empresa no cuenta con un si stema estructurado de organi zaci ón, si no con sol uci ones i mprovi sadas como caj as de cartón, canastas pl ásti cas y superfi ci es de trabaj o uti l i zadas como al macenami ento temporal . El checkl i st apl i cado evi denci ó que muchas herrami entas permanecen sobre mesas o debaj o de escri tori os, mi entras materi al es y pi ezas pequeñas se encuentran di stri bui dos en múl ti pl es zonas si n cri teri os cl aros de cl asi fi caci ón.

O B S E RVAC I Ó N D I R EC TA M ED I A N TE CH EC KL IS T

Asi mi smo, l a observaci ón permi ti ó detectar probl emas rel aci onados con ergonomí a fí si ca y cogni ti va. Vari as herrami entas se al macenan en zonas baj as, obl i gando a l os empl eados a agacharse constantemente o real i zar al cances i ncómodos. Del mi smo modo, l a ausenci a de señal i zaci ón y categori zaci ón genera di stracci ón, estrés y pérdi da de concentraci ón durante l a jornada l aboral .

Convi ene señal ar que parte i mportante del desorden tambi én provi ene de l a acumul aci ón de resi duos de producci ón, parti cul armente caj as vací as de carretes y carretes de fi l amento vací os. Si n embargo, l a si tuaci ón anal i zada permi ti ó i denti fi car una oportuni dad de di seño: reuti l i zar parte de esos resi duos como componentes funci onal es dentro del si stema organi zador, di smi nuyendo acumul aci ón de obj etos y aprovechando materi al es ya di sponi bl es dentro de l a empresa.

F ig u r a 6 : E v i d e n c ia fo to g r á fi c a d e l p r o b le m a . F i g u r a 7 : E v i d e n c i a f o to g r á f ic a d e l p r o b le m a . F ig u r a 8 : E v i d e n c ia fo to g r á fi c a d e l p r o b le m a . Posteri ormente, l a encuesta i nterna permi ti ó cuanti fi car l a percepci ón de l os empl eados frente a l a probl emáti ca observada. Los resul tados muestran que el 60 % de l os usuari os uti l i za herrami entas comparti das vari as veces al dí a, mi entras el 60 % consi dera que el espaci o de trabaj o es desordenado. Además, gran parte de l os empl eados reporta di fi cul tades frecuentes para encontrar herrami entas especí fi cas. E N C U E S TA I N T E R N A E N C U E S TA I N T E R N A N o ta : I m á g e n e s e la bo r a d a s p o r la a u to r a m e d i a n te f o to g r af í a d ig i ta l .

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Muy desordenado Desordenado No tan ordenado Ordenado Muy Ordenado

F i g u r a 9 - 1 0 : G r á f i c as d e r e s p u e st a d e la s p r e g u n ta s r ea l i z a d a s e n l a e ncu e sta in te r na En térmi nos de producti vi dad, l a mayorí a de l os parti ci pantes afi rma perder entre 5 y 10 mi nutos di ari os buscando materi al es o herrami entas necesari as para trabaj ar. Además, el 100 % de l os encuestados mani fi esta que no exi sten contenedores adecuados para transportar el ementos entre áreas de producci ón, condi ci ón que genera mezcl a de pi ezas, pérdi da de obj etos pequeños y movi mi entos repeti ti vos dentro de l a ofi ci na. Respecto a ergonomí a y experi enci a de uso, el 80 % de l os usuari os reconoce que l a organi zaci ón actual afecta su comodi dad y efi ci enci a. Entre l os pri nci pal es probl emas menci onados aparecen desorden vi sual , di fi cul tad para acceder a herrami entas, posturas i ncómodas y fal ta de espaci o en l as mesas de trabaj o.

F i g u r a 1 1 - 1 2 : G r á f ic a s d e r e s p u e sta d e la s p r e g u n ta s r e a li z a d a s e n l a en c u e st a i n t er n a N o t a : G r á f i c a s g e n e r a d a s e n G o o g l e F o r m s a p ar t ir d e u n a e n c u e s ta r ea l i z a d a p o r l a a u t o r a . F i g u r a 1 3 : G r á f i c a s d e r e sp u e st a d e l a s p r e g u n ta s r e a l iz ad a s en l a e n cu est a int er n a A conti nuaci ón, l a mi ni l l uvi a de i deas permi ti ó i denti fi car expectati vas y necesi dades especí fi cas frente a una posi bl e sol uci ón. Los parti ci pantes expresaron l a necesi dad de al macenar y transportar herrami entas manual es, fi l amentos, pi ezas i mpresas y materi al es pequeños de forma organi zada y accesi bl e.

De forma si mi l ar, l os usuari os propusi eron caracterí sti cas como modul ari dad, separadores i nternos, ruedas, pi ezas desmontabl es y si stemas adaptabl es según el ti po de herrami enta o materi al . Tambi én surgi eron propuestas rel aci onadas con ergonomí a cogni ti va, parti cul armente el uso de col ores, eti quetas, i conografí a y si l uetas que permi tan i denti fi car rápi damente el l ugar correspondi ente para cada el emento.

M I N I L LU V I A D E I D E AS M I N I L LU V I A D E I D E AS

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En cuanto a movi l i dad, vari os usuari os menci onaron l a necesi dad de di smi nui r despl azami entos i nnecesari os medi ante módul os removi bl es o si stemas capaces de transportar úni camente l as herrami entas requeri das para una tarea especí fi ca.

Más adel ante, se real i zó un anál i si s de movi mi entos dentro del pl ano de l a ofi ci na, regi strando l os recorri dos frecuentes de l os empl eados entre di ferentes áreas de producci ón. El anál i si s evi denci ó despl azami entos constantes entre mesas, i mpresoras, al macenami ento y zonas de acabado, confi rmando que gran parte del ti empo l aboral se pi erde buscando herrami entas o regresando repeti damente por materi al es ol vi dados; si n embargo, durante este anál i si s se i denti fi caron espaci os que pueden ser opti mi zados para i mpl ementar el si stema de organi zaci ón:

A N Á L I S I S D E M OV I M IE N TOS Y A NÁ L IS IS A N TRO PO MÉ T R ICO

N o ta : I m á g e n e s s a c a d a s d e P i n te r e s t.

F i g u r a 1 4 - 1 5 - 1 6 : R e fe r e n c ia s q u e a p o r ta r o n lo s e m p le a do s e n la ll u v ia d e id ea s C o c i n a C o m e d o r Im p r e s i ó n e n r e s i n a R e c e p c i ó n I m p r e s ió n e n f i l a m e n t o E s c a le r a s C o m p u t a d o r e s E s p a c io d i s p o n i b l e E s p a c i o d i s p o n i b l e B o d e g a E s p a c io d i s p o n ib le N o t a : I m a g e n e la b o r a d a p o r l a a u to r a m e d ia n te m o d el a d o 3 D e n R h i no y r en d er i z a d o d ig it a l . F i g u r a 1 7 : P l a n o s d e la o fi c in a V o xe l 3 D c o n la i de n t i fic a c ió n d e e sp a c i os c l a ve .

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De i gual forma, se desarrol l ó un anál i si s antropométri co medi ante l os métodos RULA y REBA uti l i zando l a herrami enta RULER de Ergonautas. Según Di ego-Mas (2015), “l os métodos RULA y REBA eval úan posturas i ndi vi dual es” medi ante medi ci ones angul ares obteni das a parti r de fotografí as del trabaj ador real i zando acti vi dades real es.

Para apl i car l a metodol ogí a, se sel ecci onaron l as posturas de mayor carga fí si ca durante acti vi dades rel aci onadas con al macenami ento y acceso a herrami entas. Posteri ormente, se tomaron fotografí as desde ángul os adecuados y se cal cul aron medi ci ones corporal es rel aci onadas con brazo, tronco, cuel l o y pi ernas.

Los resul tados evi denci aron ni vel es de ri esgo muscul oesquel éti co entre medi o y muy al to. En l a si tuaci ón número uno se obtuvo una puntuaci ón fi nal de 11, correspondi ente a ri esgo muy al to y necesi dad de actuaci ón i nmedi ata. Por otro l ado, l a si tuaci ón número dos regi stró una puntuaci ón de 6, cl asi fi cada como ri esgo medi o.

A parti r del anál i si s se concl uyó que el si stema organi zador debe evi tar fl exi ones de tronco superi ores a 20 grados y fl exi ones de brazo mayores a 90 grados durante el acceso a herrami entas. Además, consi derando percenti l es antropométri cos col ombi anos para hombres y muj eres, se determi nó que l a al tura mí ni ma funci onal del si stema debe ubi carse aproxi madamente a 90 cm desde el pi so, correspondi ente a l a al tura promedi o para el trabaj o de pi e.

F i g u r a 1 8 - 1 9 - 2 0 - 2 1 : a n a l is is d e p o stu r as e r g o n o m ic a s co n h er r a m i en ta R U L E R . N o t a : C a p t u r a s d e p a n ta l l a d e á n g u l o s a tr o po m é tr ic o s e l a b o r a d a s p o r la a u tor a m ed ia n te l a H er ra m i e n t a RU LE R d e E r g o n a u t a s .

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Con esta i nformaci ón se puede por fi n formul ar l a pregunta probl ema del proyecto, j unto con sus obj eti vos general y especí fi cos: Una vez obteni dos l os resul tados y concl usi ones de estos anál i si s se i denti fi caron l as necesi dades del usuari o y por consi gui ente l as caracterí sti cas que requi ere el si stema de organi zaci ón, todas l i stadas a conti nuaci ón:

SÍNTESIS DE NECESIDADES Y CARACTERÍSTICAS

DEL SISTEMA

SÍNTESIS DE NECESIDADES Y CARACTERÍSTICAS

DEL SISTEMA

3.3

Necesidad identificada Característica requerida en el sistema Reducir desorden visual Organización modular y categorizada Evitar pérdida de herramientas Espacios definidos y señalizados Disminuir movimientos innecesarios Módulos móviles o removibles Mejorar ergonomía física Alturas accesibles y reducción de flexiones Facilitar identificación rápida Etiquetas, colores y/o iconografía Aprovechar mejor el espacio Configuración adaptable y escalable Reducir acumulación de residuos Reutilización de carretes y cajas vacías Optimizar costos de producción Uso eficiente de materiales y fabricación digital Reducir tiempos de fabricación Componentes modulares replicables Mantener resistencia estructural Uso de materiales resistentes y optimización topológica Evitar saturación en las mesas Almacenamiento vertical y modular Facilitar transporte de herramientas Contenedores desmontables y ergonómicos

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

3.4

O B J E T I VO G E N E R A L O B J E T I VO G E N E R A L Di señar un si stema modul ar de organi zaci ón y transporte de herrami entas e i nsumos para Voxel 3D que opti mi ce el orden, l a ergonomí a fí si ca y cogni ti va, l os despl azami entos y el aprovechami ento del espaci o dentro del entorno l aboral .

¿CÓ M O D I S E Ñ A R U N S I S T E M A M O D U L A R D E O RG A N I Z AC I Ó N Y T R A N S P O RT E DE H E R R A M I E N TAS E I N S U M OS PA R A VOX E L 3 D Q U E P E R M I TA R E D U C I R E L D E S O R D E N , O P T I M I Z A R D E S P L A Z A M I E N TOS , M E J O R A R L A E RG O N O M Í A F Í S I CA Y CO G N I T I VA D E LOS E M P L E A D OS Y R E U T I L I Z A R R E S I D U OS D E P RO D U CC I Ó N , M A N T E N I E N D O V I A B I L I DA D T ÉC N I CA Y O P T I M I Z AC I Ó N D E COS TOS Y T I E M P OS D E FA B R I CAC IÓ N ?

O B J E T I VOS E S P EC Í F I COS

Di señar estructuras, módul os y accesori os adaptabl es que faci l i ten organi zaci ón, transporte e i denti fi caci ón rápi da de herrami entas e i nsumos.

I mpl ementar estrategi as de reuti l i zaci ón de resi duos de producci ón dentro del si stema modul ar.

Opti mi zar materi al es, ti empos y procesos de fabri caci ón medi ante fabri caci ón di gi tal y cri teri os de efi ci enci a estructural . T a b la 3 : N e c e s i d a d e s y c ar a c te r ís t ic as id en tifi ca d as p a r a e l d e sa r r o l l o d e l p r o yec to N o ta : T a b l a e la b o r a d a p o r la a u to r a .

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MARCO REFERENCI AL

Para comenzar, el anál i si s de referentes surge como una herrami enta fundamental para comprender cómo di sti ntos si stemas de organi zaci ón responden a probl emáti cas rel aci onadas con al macenami ento, movi l i dad, ergonomí a y opti mi zaci ón espaci al .

Debi do a l as condi ci ones y hal l azgos obteni dos durante el di agnósti co proyectual , se defi ni eron cri teri os de anál i si s enfocados en aspectos funci onal es y producti vos: ti po de ensambl e, modul ari dad, forma, tamaño, organi zaci ón i nterna, movi l i dad, materi al i dad, fabri caci ón, usabi l i dad y ergonomí a. Cada cri teri o permi te eval uar cómo un producto responde a di námi cas real es de trabaj o y no úni camente a deci si ones estéti cas. En consecuenci a, el anál i si s referenci al se convi erte en una herrami enta para i denti fi car pri nci pi os apl i cabl es al desarrol l o del si stema organi zador del proyecto.

Posteri ormente, l os referentes se organi zaron en tres categorí as pri nci pal es: productos comerci al es, si stemas i mpresos compl etamente en 3D y sol uci ones hí bri das. La categorí a hí bri da, a su vez, se di vi de en dos grupos: si stemas en l os que pi ezas i mpresas se i ntegran con materi al es reuti l i zados —como caj as y carretes de fi l amento— y si stemas en l os que componentes i mpresos actúan como uni ones estructural es con materi al es como madera o metal . Graci as a esa cl asi fi caci ón fue posi bl e comparar estrategi as producti vas, estructural es y ergonómi cas desde di sti ntos enfoques de di seño. El pri mer referente corresponde al tabl ero perforado SKÅDIS de IKEA , un si stema mural compuesto por un panel perforado y accesori os i ntercambi abl es como bandej as, ganchos y contenedores. El producto destaca por su modul ari dad, faci l i dad de reorgani zaci ón y cl ari dad vi sual , permi ti endo mantener herrami entas vi si bl es y accesi bl es. Asi mi smo, l a di stri buci ón verti cal opti mi za espaci o y mej ora l a ergonomí a al reduci r movi mi entos i nnecesari os. Si n embargo, el si stema presenta l i mi taci ones de movi l i dad, ya que depende compl etamente de una i nstal aci ón fi j a en pared.

PRODUCTOS COMERCIALES

4.1

En pri mer l ugar, se anal i zaron referentes comerci al es enfocados en organi zaci ón modul ar y movi l i dad dentro de espaci os de trabaj o. N o ta : I K E A . ( s . f .) . S KÅ D I S O r g a n i za d o r d e p a r e d , b l a n co , 7 6 x 56 c m . I KE A C o l o m b ia . ¿YA E X I S T E L A S O LU C IÓ N ?

¿YA E X I S T E L A S O LU C IÓ N ?

F i g u r a 2 2 : R e f e r e n te c o m e r c i a l # 1

p. 21

El segundo referente corresponde a un carrito modul ar escal abl e di sponi bl e en SHEIN . El si stema uti l i za bandejas api l abl es y ruedas para faci l i tar el transporte de herrami entas entre di sti ntas áreas. A di ferenci a del referente anteri or, el carri to i ncorpora movi l i dad y escal abi l i dad verti cal , permi ti endo añadi r o reti rar ni vel es según l as necesi dades del usuari o. Además, l a estructura compacta favorece l a ci rcul aci ón en espaci os reduci dos y responde di rectamente a probl emáti cas observadas en Voxel 3D rel aci onadas con despl azami entos constantes y transporte i mprovi sado de materi al es; si n embargo, sus al turas fuerzan fl exi ones del cuerpo poco ergonómi cas para el usuari o. N o t a : S H E I N . (s .f . ). 4 W h e e l M o b ile S to r a g e C a r t H e a v y D u t y S h el v i n g . S H E I N C o l om b ia .

F i g u r a 2 3 : R e fe r e n te c o m e r c ia l # 2 El pri mer referente anal i zado fue el organizador modul ar del di señador Gazzal adra , compuesto por módul os i ntercambi abl es que se ensambl an sobre un ri el atorni l l ado a l a pared. El si stema permi te reorgani zar herrami entas según pri ori dades de uso, manteni endo orden vi sual y acceso rápi do, pero manti ene l as mi smas l i mi taci ones de movi l i dad que el tabl ero perforado SKÅDI S de I KEA

SISTEMAS IMPRESOS EN 3D

4.2

A conti nuaci ón, se estudi aron referentes desarrol l ados compl etamente medi ante i mpresi ón 3D. La pri nci pal caracterí sti ca comparti da entre esos si stemas corresponde a l a capaci dad de personal i zaci ón, modul ari dad y fabri caci ón baj o demanda.

F i g u r a 2 4 : R e f e r e n te im pr e s o # 1 N o ta :G a z z a l a d r a . ( 2 0 2 5 ) . M o d u l ar 3 D p r in te d w a ll o r g a n iz er [ V i d e o ] . T ik To k .h tt p s:// v t. tik to k . co m / ZS 9 3 XC u 5 f /

p. 22

Posteri ormente, se anal i zó una estanterí a modul ar di señada por Smackmax , donde múl ti pl es pi ezas i mpresas se ensambl an para construi r estructuras escal abl es tanto hori zontal como verti cal mente. El referente demuestra cómo una l ógi ca repeti ti va de pi ezas puede generar muebl es adaptabl es y fáci l es de expandi r; si n embargo, al ser i mpreso a gran escal a, se uti l i za mucho materi al de i mpresi ón.

F i g u r a 2 5 : R e f e r e n te im p r e so # 2 N o t a : S m a c k m a x . ( 2 0 2 5 ) . 3 D p r in te d m o d u la r s h e l f s y st e m [ V i d eo ]. T i k To k .h tt p s: // v t .t ik t o k. c o m /Z S 9 3X w p w U / F i g u r a 2 6 : R e fe r e n te im p r e s o # 3 Fi nal mente, se estudi ó un organi zador modul ar para carretes de f il ament o encontrado en MakerWorl d. El si stema uti l i za módul os api l abl es repeti ti vos para al macenar carretes verti cal mente, opti mi zando espaci o y faci l i tando cl asi fi caci ón vi sual . Además, el di seño i ncorpora perforaci ones y reducci ón de materi al , evi denci ando estrategi as de opti mi zaci ón topol ógi ca apl i cadas a i mpresi ón 3D, pero este, al guardar fi l amento, necesi ta estar cerrao para que el pol vo l a l uz y el ai re no dañen con el ti empo el materi al .

N o ta :M a k e r W o r ld . ( 2 0 2 5 ) . In fi n it y Sp o o l T o w e r : T h e U l ti m a t e St or a g e S o l uti o n. M a k e r W o r ld .h t t p s :/ / m a k e r w o r ld .c o m / e s/ m o d e l s / 2 1 7 2 3 4 6 -i n fi ni ty -s p o o l -to w e r- th e-u l tim a te-s to r a ge -so l uti o n

p. 23

F i g u r a 2 7 : R e f e r e n te h íb r id o # 1

SOLUCIONES HÍBRIDAS

4.3

Fi nal mente, se anal i zaron referentes hí bri dos que combi nan i mpresi ón 3D con materi al es reuti l i zados o materi al es estructural es externos. La pri mera subcategorí a corresponde a si stemas que reuti l i zan resi duos de i mpresi ón 3D. En pri mer l ugar, se estudi ó un si stema de uni ones i mpresas para cajas vací as de fi l amento Pol ymaker, donde pi ezas i mpresas conectan caj as de cartón para formar pequeñas estanterí as modul ares. Asi mi smo, se anal i zó un organizador compuesto por cajones i mpresos que encaj an dentro de carretes vací os de fi l amento, transformando resi duos en comparti mentos funci onal es para pi ezas pequeñas, pero ni nguno ti ene l a posi bi l i dad de transportar fáci l mente l os componentes por separado N o t a : C u l ts 3 D . (2 0 2 5 ) . S is te m a d e a l m ac e n a m ie nto d e ca r t ó n P o l y m a k e r . C u lt s3 D . h tt p s : // c u l ts 3 d . c o m /es /m o d e l o - 3 d / a r ti lu gi o s /p o ly m a k e r -c a r d b o a r d - s to r a ge -sy st e m / d i s e n o s s im il a r e s N o t a : M a k e r W o r l d . ( 2 0 2 5 ) . S U N L U s po o l sto r ag e d r a w e r w i th c o m p a r t m e n t s k n o b .

M a k e r W o r l d . h t t p s :/ / m a k e r w o r l d .c o m / e s/ m o d e l s / 7 1 6 1 4 3 -s un l u s p o o l- s t o r a g e -d r a w e r - w ith - c o m p ar t m e n t s- kn o b F ig u r a 2 8 : R e fe r en t e h í b r id o # 2 La segunda subcategorí a corresponde a uni ones impresas en 3D para estructuras de madera o metal . Los referentes muestran cómo conectores i mpresos permi ten ensambl ar muebl es modul ares de manera rápi da y fl exi bl e, reduci endo ti empos de producci ón y faci l i tando l a adaptaci ón estructural . Además, vari as propuestas i ncorporan geometrí as opti mi zadas que aumentan l a estabi l i dad uti l i zando menos materi al . N o t a : P i n t e r e s t . (20 2 5 ). 3 D p r in te d j o i n ts f o r fu r n itu r e s tr u ct u r e s [ C o l e cc ió n d e i m á g en e s] . P in te r es t. ht tp s: / /p in .i t/6 fv b xO H 5 Q Por úl ti mo, el anál i si s de referentes permi ti ó i denti fi car estrategi as apl i cabl es al proyecto en térmi nos de modul ari dad, ergonomí a, reuti l i zaci ón de resi duos, movi l i dad y opti mi zaci ón estructural . Cada referente aportó sol uci ones especí fi cas que i nfl uyeron en l a evol uci ón formal y funci onal del si stema organi zador. A conti nuaci ón, el proceso proyectual expl i cará cómo esos aprendi zaj es se transformaron en deci si ones concretas de di seño dentro del desarrol l o del proyecto.

F i g u r a 2 9 - 3 0 - 3 1 - 3 2 -3 3 : R e f e r e n te h íb r id o # 3 - # 4 - # 5 -# 6 - # 7

p. 24

Para comenzar, l a pri mera etapa del proceso proyectual parti ó de l os hal l azgos obteni dos durante el di agnósti co real i zado en Voxel 3D. A través del checkl i st de observaci ón, l a encuesta i nterna, el anál i si s antropométri co y el mapeo de movi mi entos dentro de l a ofi ci na, fue posi bl e comprender que el probl ema pri nci pal no se l i mi taba úni camente al desorden vi sual , si no tambi én a l a pérdi da de ti empo, l as mal as posturas, l a acumul aci ón de materi al es y l a di fi cul tad para acceder rápi damente a herrami entas e i nsumos. Asi mi smo, el anál i si s de recorri dos evi denci ó un fl uj o constante de despl azami entos entre di sti ntas áreas de trabaj o, si tuaci ón que afectaba l a producti vi dad y l a concentraci ón de l os empl eados. En rel aci ón con esos hal l azgos, surgi ó l a necesi dad de di señar un si stema organi zador modul ar y escal abl e capaz de adaptarse a di ferentes espaci os dentro de l a ofi ci na. La i nvesti gaci ón permi ti ó concl ui r que un úni co muebl e central i zado no resol verí a compl etamente l a probl emáti ca, ya que cada zona de producci ón requerí a al macenami ento estratégi co según sus acti vi dades especí fi cas. Por consi gui ente, comenzó a pl antearse un si stema compuesto por módul os repeti ti vos que pudi eran aumentar o di smi nui r de tamaño dependi endo del espaci o di sponi bl e y de l as necesi dades del usuari o.

I ni ci al mente, l a i ntenci ón pri nci pal consi stí a en fabri car el organi zador compl etamente medi ante i mpresi ón 3D. La deci si ón respondí a a l a capaci dad producti va de l a empresa, permi ti endo fabri car pi ezas i nternamente y reempl azar componentes dañados si n depender de terceros. Debi do a el l o, l as pri meras búsquedas de referentes se enfocaron en si stemas como “organi zadores i mpresos en 3D”, “muebl es modul ares i mpresos” y “organi zadores de herrami entas i mpresos en 3D”. Entre l os pri meros referentes apareci ó el si stema modul ar del di señador y creador de conteni do Gazzal adra, basado en ri el es organi zadores fi j ados a l a pared. Si n embargo, el anál i si s permi ti ó i denti fi car una l i mi taci ón i mportante: el si stema funci onaba pri nci pal mente para herrami entas pequeñas y l i geras, dej ando si n resol ver el al macenami ento de herrami entas pesadas y de mayor vol umen.

FASE 1: ACTIVACIÓN SITUADA

5.1

PROCESO PROYECTUAL

¿Q U É S E D EC I D IÓ, P O R Q U É Y CO N QU É F U NDA ME N TO ?

Posteri ormente, comenzaron l as pri meras expl oraci ones formal es medi ante bocetos enfocados en caj ones y comparti mi entos capaces de soportar herrami entas grandes. A parti r de ese momento, l a i nvesti gaci ón se centró en comprender qué ti po de estructura podí a resi sti r grandes cargas si n perder modul ari dad. En efecto, apareci ó una pregunta fundamental :

¿cómo garanti zar resi stenci a estructural si n comprometer l a fl exi bi l i dad del si stema?

F i g u r a 3 4 : E v i d e n c ia fo to g r á f ic a d e l p r o b le m a. N o t a : I m a g e n e la b o r a d a p o r l a a u to r a m e d ia n te b o c e ta c ió n a m a no a l z a da .

p. 25

Debi do a esa necesi dad, se i ni ci ó una i nvesti gaci ón sobre estructuras resi stentes dentro de l a i ngeni erí a y el di seño estructural . Di versas fuentes coi nci den en que l os tri ángul os consti tuyen una de l as formas más establ es dentro de una estructura, ya que di stri buyen l as cargas de manera uni forme y reducen deformaci ones. Según Gordon (2003), i ngeni ero y ci entí fi co bri táni co reconoci do por sus estudi os sobre estructuras, materi al es y di seño i ngeni eri l , “a tri angl e cannot change shape wi thout changi ng the l ength of one of i ts si des” (p. 58), razón por l a cual l as tri angul aci ones se uti l i zan frecuentemente en puentes, cerchas y estructuras arqui tectóni cas. No obstante, l as di agonal es tri angul adas i nterferí an di rectamente con l os es paci os desti nados a caj ones y al macenami ento i nterno, l i mi tando funci onal i dad y accesi bi l i dad.

Por consi gui ente, l a expl oraci ón formal evol uci onó haci a estructuras cúbi cas con termi naci ones angul ares i nspi radas en referentes modul ares i mpresos en 3D. Las esqui nas achafl anadas permi tí an di stri bui r mej or l as fuerzas y aportar mayor estabi l i dad vi sual y estructural si n bl oquear el espaci o i nterno del muebl e. Aun así , surgi ó una nueva preocupaci ón rel aci onada con el consumo de materi al y ti empos de i mpresi ón. Fabri car superfi ci es compl etamente maci zas i mpl i caba costos el evados y procesos demasi ado extensos para l os ti empos del proyecto.

En vi sta de el l o, comenzó una expl oraci ón enfocada en reduci r materi al si n comprometer resi stenci a. Pri mero se deci di ó el i mi nar paredes i nnecesari as y conservar úni camente vi gas estructural es y superfi ci es superi ores e i nferi ores. Después, i ncl uso esas superfi ci es comenzaron a opti mi zarse medi ante l ámi nas perforadas con geometrí as hexagonal es. La el ecci ón del hexágono no fue arbi trari a. Según Gi bson y Ashby (1997), l as estructuras ti po panal permi ten “maxi mi ze sti ffness wi th mi ni mal materi al usage” (p. 177), razón por l a cual aparecen constantemente en i ngeni erí a aeronáuti ca y di seño estructural l i vi ano. Además de di stri bui r cargas efi ci entemente, l a geometrí a hexagonal permi tí a reduci r peso vi sual y materi al . De forma si mból i ca, l a fi gura tambi én hací a al usi ón a l os voxel es cúbi cos rel aci onados con l a i denti dad vi sual de Voxel 3D. Una vez defi ni da l a l ógi ca estructural y formal , el proceso se trasl adó haci a di mensi ones y restri cci ones técni cas real es. Debi do a que l a empresa cuenta con i mpresoras Anycubi c Kobra 2 y Anycubi c Kobra 3 Max, cuya capaci dad máxi ma de i mpresi ón corresponde aproxi madamente a 40 cm x

40 cm x 45 cm de al tura, cada componente debí a di señarse dentro de esas

l i mi taci ones para evi tar errores de i mpresi ón y ti empos excesi vos de fabri caci ón. Al mi smo ti empo, el pl ano de movi mi entos dentro de l a ofi ci na permi ti ó i denti fi car áreas desaprovechadas que podí an i ntegrarse al si stema organi zador. La zona más reduci da di sponi bl e medí a aproxi madamente 45 cm x 50 cm, di mensi ón que termi nó convi rti éndose en l a base modul ar mí ni ma del proyecto.

A parti r de esa deci si ón, se desarrol l aron pi ezas estructural es esqui neras capaces de ensambl arse medi ante encaj es macho-hembra. Graci as a l a repeti ci ón de módul os i gual es, el si stema podí a crecer verti cal y hori zontal mente según l as necesi dades del usuari o.

F ig u r a 3 5 : V is u a l iz a c ió n d e 1 .ª p r o p u e s t a . N o t a : I m a g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a m ed ia n te m o d el a d o 3 D e n R h in o c e r o s y r e n d e r iz a d o d i g it a l .

p. 26

Además, se i ncorporaron ri el es si mpl es para caj ones y topes de seguri dad que evi taban caí das acci dental es durante l a apertura. Más adel ante, el si stema organi zador comenzó a di vi di rse según ti pos de herrami entas. Para herrami entas pequeñas y de uso frecuente, se di señó un si stema i nspi rado en l os ri el es organi zadores de Gazzal adra. La propuesta consi stí a en módul os api l abl es acompañados de accesori os i mpresos para destorni l l adores, pi nzas, al i cates, ti j eras y herrami entas manual es. En cambi o, para torni l l os, cabl es, prototi pos y carretes de fi l amento, se deci di ó reuti l i zar resi duos i denti fi cados durante el checkl i st de observaci ón. De hecho, l a acumul aci ón de caj as vací as y carretes de fi l amento se transformó en una oportuni dad de di seño. I nspi rándose en referentes hí bri dos encontrados en Cul ts3D y MakerWorl d, se desarrol l aron accesori os api l abl es capaces de converti r caj as de cartón en módul os organi zadores desl i zabl es. Asi mi smo, se di señaron si stemas para reuti l i zar carretes vací os como contenedores de cabl es, torni l l os y pi ezas pequeñas. Al gunas vari antes i ncl uso i ncorporaban puertas desl i zabl es para proteger fi l amentos acti vos del pol vo, l a humedad y l a l uz sol ar, aumentando su vi da úti l y mej orando l a cal i dad de i mpresi ón.

N o ta : I m a g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a m e d ia n te m o d el a d o 3 D e n Rh i no c er o s y r end er iz a d o d i gita l .

F i g u r a 3 6 . 3 7 . 3 8 : V is u a li za c ió n d e m ó d u lo d e 1 .ª p r o p u es t a .

N o t a : I m a g e n e l a b o r a d a p o r l a a u t o r a m e d ia n t e m od e lad o 3D en Rhi n o c e r o s y r e nd er iz a d o d i g it al. F ig u r a 3 9 : V is ua li z a ci ó n d e

1. ª p r o p ue s ta .

Paral el amente, el anál i si s antropométri co real i zado medi ante metodol ogí a REBA permi ti ó establ ecer parámetros ergonómi cos fundamental es. Las concl usi ones i ndi caron que el organi zador no debí a obl i gar al usuari o a real i zar fl exi ones de torso superi ores a 20 grados ni movi mi entos de brazo mayores a 90 grados. Asi mi smo, tomando como referenci a percenti l es antropométri cos col ombi anos, se determi nó una al tura mí ni ma de 78 cm para trabaj o sentado y aproxi madamente 90 cm para trabaj o de pi e. La deci si ón fi nal pri ori zó al turas de trabaj o de pi e, ya que l os empl eados permanecen en constante movi mi ento entre di sti ntas áreas y uti l i zarí an el si stema pri nci pal mente para preparar herrami entas o acceder rápi damente a materi al es.

N o t a : I m a g e n e l a b o r a d a p o r l a a u t o r a m e d ia n t e m o d e lad o 3 D e n Rhi n o c e r o s y r e nd er iz a d o d i g it al. F i g u r a 4 0 : V i s u a l i z a c ió n d e 1. ª p r o p u e s t a . F ig u r a 4 1 : V is ua li z a ci ó n d e

1. ª p r o p ue s ta .

N o t a : I m a g e n e l a b o r a d a p o r l a a u t o r a m e d ia n t e m od e lad o 3D en Rhi n o c e r o s y r e nd er iz a d o d i g it al.

p. 27

En esta fase pude transformar una probl emáti ca general de desorden en un si stema compl ej o de vari abl es rel aci onadas con ergonomí a, movi l i dad, resi stenci a estructural , fabri caci ón di gi tal y reuti l i zaci ón de resi duos. La i nvesti gaci ón dej ó de enfocarse úni camente en un muebl e organi zador, para comenzar a entenderse como un si stema adaptabl e capaz de responder a múl ti pl es di námi cas de trabaj o dentro de Voxel 3D. Asi mi smo, l as pri meras deci si ones proyectual es evi denci aron que modul ari dad y opti mi zaci ón materi al debí an converti rse en pri nci pi os central es del proyecto.

FASE 2: EXPLORACIÓN SITUADA

5.2

A conti nuaci ón, l as i deas pl anteadas durante l a acti vaci ón crí ti ca comenzaron a desarrol l arse medi ante model ado tri di mensi onal en Rhi noceros. La uti l i zaci ón del software permi ti ó trabaj ar con di mensi ones real es, val i dar proporci ones ergonómi cas y vi sual i zar rel aci ones espaci al es entre usuari os, herrami entas y módul os organi zadores. Además, el model ado di gi tal faci l i tó si mul aci ones i ni ci al es rel aci onadas con tamaños, confi guraci ones y posi bl es ensambl aj es estructural es. Posteri ormente, l as pri meras propuestas fueron presentadas al di rector creati vo de Voxel 3D y a l os j urados académi cos del proyecto. A parti r de l as conversaci ones sosteni das con Leonardo Vel azco (el di rector creati vo de Voxel ) y Leonardo Moral es (uno de l os j urados de grado) surgi eron cuesti onami entos i mportantes rel aci onados con resi stenci a estructural y vi abi l i dad producti va: aunque l a propuesta modul ar basada en cubos repeti ti vos resol ví a fl exi bi l i dad y escal abi l i dad, exi stí a el ri esgo de deformaci ón estructural debi do a l a fragmentaci ón excesi va de l as pi ezas. Al mi smo ti empo, el anál i si s fi nanci ero real i zado j unto con Natal i a Vel azco ( encargada de fi nanzas de VOXEL) evi denci ó otro probl ema rel evante: fabri car un muebl e compl etamente i mpreso en 3D resul taba demasi ado costoso en ti empo y materi al , i ncl uso uti l i zando estructuras ti po mal l a hexagonal . En consecuenci a, comenzó una nueva etapa de repl anteami ento proyectual donde l a pri ori dad ya no consi stí a úni camente en fabri car todo medi ante i mpresi ón 3D, si no en i denti fi car estratégi camente qué componentes real mente debí an i mpri mi rse.

Debi do a el l o, surgi ó una transi ci ón i mportante dentro del proyecto. I nspi rándose en referentes hí bri dos de uni ones i mpresas para muebl es estructural es, se deci di ó que úni camente l as uni ones, accesori os organi zadores y componentes especi al i zados serí an i mpresos en 3D.

F i g u r a 4 2 : V i s u a l i z a c i ó n d e 1. ª p r o p u e s t a . N o t a : I m a g e n e l a b o r ad a p o r l a a u t o r a m e d ia n t e m o d e la d o 3D en Rhi n o c er o s y r end er iz a d o d i gi t al .

p. 28

Por consi gui ente, l os el ementos estructural es pri nci pal es pasarí an a fabri carse con tubos de al umi ni o y l ámi nas de acero col d rol l ed. Asi mi smo, durante esa etapa apareci ó el concepto de opti mi zaci ón topol ógi ca, estrategi a previ amente abordada dentro del marco de senti do. La opti mi zaci ón topol ógi ca consi ste en di stri bui r materi al úni camente en zonas necesari as para soportar cargas, el i mi nando vol umen i nnecesari o si n comprometer l a resi stenci a estructural . En cuanto a l os materi al es estructural es, se deci di ó uti l i zar al umi ni o para l os pi l ares pri nci pal es debi do a su al ta resi stenci a mecáni ca y comportami ento frente a l a corrosi ón. Según The Al umi num Associ ati on (2022), el al umi ni o genera natural mente una capa de óxi do que protege el materi al frente al deteri oro ambi ental , aumentando su durabi l i dad si n necesi dad de tratami entos adi ci onal es. Paral el amente, l as superfi ci es y l ámi nas compl ementari as se desarrol l aron en acero col d rol l ed con acabado de pi ntura el ectrostáti ca. Di versas i nvesti gaci ones i ndustri al es señal an que l a pi ntura el ectrostáti ca mej ora l a resi stenci a al desgaste, a l a corrosi ón y a l a humedad, prol ongando consi derabl emente l a vi da úti l del acero.

N o ta :T o m a d o d e A d d i tiv e m a n u fa c tu r i n g : Ba c k to th e fu tu r e, p o r P A D T , I nc . , 2 0 1 6 , P A D T ( P A D T , I nc . (2 0 16 , en er o 28 ) . Ad d i t i ve m a n u f a c t u r i n g : B a c k to t h e f u tu r e . P A D T. F i g u r a 4 3 : E j e m p l o d e o p ti m i z a c ió n t o p o l ó g i c a . Graci as a esa l ógi ca, l as pi ezas i mpresas podí an reduci r si gni fi cati vamente peso, ti empo de i mpresi ón y consumo de materi al , además de generar una estéti ca orgáni ca y contemporánea si mi l ar a estructuras Voronoi . F ig u r a 4 4 : V is ua li z a ci ó n d e

2. ª p r o p ue s ta .

N o t a : Im a g e n e l a b o r a d a p o r l a a u t o r a m ed i an te m o d e lad o 3 D e n Rhi n o c e r o s y r e nd er iz a d o d i g it al. Si n embargo, surgi ó un nuevo desafí o: ¿cómo mantener modul ari dad si n fragmentar compl etamente l os pi l ares estructural es? Para resol verl o, se repl antearon l as pi ezas esqui neras medi ante un si stema de broches aj ustabl es i nspi rado en mecani smos de regul aci ón de al tura uti l i zados en mul etas y bastones. Graci as a perforaci ones di stri bui das a l o l argo de l os tubos de al umi ni o, l as uni ones podí an desl i zarse y bl oquearse en di sti ntas posi ci ones, permi ti endo modi fi car al tura y confi guraci ón si n comprometer resi stenci a estructural .

N o t a : T o m a d o d e C ó m o c a m in a r c o n m u le t a s , d e W ik i H o w , s .f. , W i k i H o w ( T o m a d o d e A d d i tiv e m a n u f a c t u r i n g: B a c k t o th e fu t u r e , p o r P A D T , I n c ., 2 0 1 6 , P A D T ( P A D T , I n c . ( 2 0 1 6 , e n e r o

2 8 ) . A d d it i v e m a n u fa c tu r i n g :

B a c k to th e fu t u r e . P A D T . F ig u r a 4 6 : V is ua li z a ci ó n d e

2. ª p r o p ue s ta .

F ig u r a 4 5 : E j e m plo d e m e ca n i sm o a j us ta b le .

N o ta : Im a g e n e lab o r ad a p o r la a ut o r a m e d i an t e m o d e lad o 3D e n Rh in o c er o s y r e n d e r iz a d o d ig i t a l.

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Adi ci onal a esto, tambi én evol uci onó el si stema de caj ones. Los ri el es i mpresos i ni ci al mente fueron reempl azados por guí as si mpl es fabri cadas en acero col d rol l ed. Asi mi smo, el mecani smo de seguri dad cambi ó haci a un si stema de topes i ntegrados en l a pared trasera del caj ón, evi tando caí das acci dental es medi ante contacto fí si co con el borde superi or de l a estructura.

Fi nal mente, el si stema organi zador para herrami entas pequeñas tambi én sufri ó modi fi caci ones i mportantes. I ni ci al mente se pl anteaba fabri car ri el es i mpresos si mi l ares a l os de Gazzal adra. No obstante, el anál i si s producti vo evi denci ó que i mpri mi r pi ezas rectas y extensas resul taba i nnecesari amente costoso. Por esa razón, l a propuesta evol uci onó haci a un si stema basado en panel es perforados si mi l ares al referente SKÅDI S de I KEA. En l ugar de fabri car ri el es compl etos, se deci di ó uti l i zar l ámi nas perforadas de acero col d rol l ed y desarrol l ar úni camente accesori os i mpresos capaces de engancharse sobre l as perforaci ones i ndustri al es exi stentes. Graci as a esa deci si ón, el si stema reduj o si gni fi cati vamente ti empos de i mpresi ón, costos de fabri caci ón y compl ej i dad estructural .

Por úl ti mo, l a expl oraci ón si tuada me permi ti ó comprender que l a vi abi l i dad técni ca y económi ca debí a tener el mi smo ni vel de i mportanci a que l a propuesta formal . Muchas i deas pl anteadas i ni ci al mente tuvi eron que transformarse al enfrentarse con l í mi tes real es de producci ón, resi stenci a y costos. Si n embargo, l ej os de debi l i tar el proyecto, esas modi fi caci ones fortal eci eron l a propuesta, permi ti endo construi r un si stema más coherente, fabri cabl e y adaptabl e al contexto real de Voxel 3D.

F i g u r a 4 7 : V i s u a l i z a c ió n d e 2 .ª p r o p u e st a. N o ta :I m a g e n e l a b o r ad a p o r l a a u to r a m e d ia n te m o d e l a do 3 D e n R h ino c er o s y r end er i za d o d i git al . F i g u r a 4 8 : V i s u a li z a c ió n d e 2 .ª p r o p u e st a. N o ta :I m a g e n e l a b o r ad a p o r l a a u to r a m e d ia n te m o d e l a do 3 D e n R h ino c er o s y r end er i za d o d i git al .

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FASE 3 Y 4. CONSTRUCCIÓN PROYECTUAL,

VALIDACIÓN Y FORMALIZACIÓN

FASE 3 Y 4. CONSTRUCCIÓN PROYECTUAL,

VALIDACIÓN Y FORMALIZACIÓN

5.3

Para comenzar, l as fases de construcci ón proyectual y val i daci ón se desarrol l aron de manera si mul tánea e i terati va, ya que el proceso de di seño exi gí a al ternar constantemente entre model ado, comprobaci ón, correcci ón y redi seño. Cada deci si ón formal o técni ca generaba nuevas preguntas rel aci onadas con resi stenci a, producci ón, ergonomí a y costos, razón por l a cual el si stema evol uci onó progresi vamente medi ante pruebas conti nuas y di ál ogo permanente con l a empresa Voxel 3D y con l os asesores académi cos del proyecto.

I ni ci al mente, se consol i dó el di seño general del si stema KOSMOS a parti r de un módul o pri nci pal compuesto por perfi l es estructural es de al umi ni o, pi ezas de uni ón i mpresas en 3D y superfi ci es metál i cas modul ares. La propuesta buscó i ntegrar organi zaci ón, ergonomí a fí si ca y cogni ti va, faci l i dad de producci ón y reducci ón de materi al dentro de una mi sma estructura adaptabl e. De forma paral el a, cada componente fue model ado di gi tal mente en Rhi noceros y Fusi on 360, permi ti endo comprobar di mensi ones, rel aci ones ergonómi cas y comportami entos estructural es antes de su fabri caci ón fí si ca.

Joi nts Estructural es Repi sas Lami na perforada Joi nt del col gante Col gantes Mesa Caj ón Jonts del caj ón Perfi l es/vi gas estructural es N o t a : Im á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i a n te m o d el a d o 3 D e n R h i n o c er o s y r e n d e r i z a d o d i g it a l . F i g u r a 4 9 : M o d u l o / m u e b l e d e l s iste m a KO S M O S

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Antes de l l egar a l a versi ó n fi nal , l a estructura del muebl e se pl anteó como un si stema compl etamente fragmentado, donde vari os segmentos cortos de al umi ni o se ensambl aban entre sí para permi ti r escal ar l a al tura del módul o l i bremente. Si n embargo, durante l as conversaci ones sosteni das con Leonardo Vel azco, di rector creati vo de Voxel 3D, surgi ó l a preocupaci ón rel aci onada con l a resi stenci a estructural . Debi do a que l as vi gas se encontraban di vi di das en múl ti pl es segmentos, exi stí a l a posi bi l i dad de que l a estructura se deformara, gi rara l i geramente o perdi era estabi l i dad con el aumento progresi vo del peso y del ti empo de uso.

Por consi gui ente, se deci di ó mantener l os perfi l es estructural es en una sol a pi eza conti nua. Para conservar l a modul ari dad del si stema, se i mpl ementaron perforaci ones cada 8 cm de centro a centro, permi ti endo que l os j oi nts se enganchen mecáni camente en di sti ntas al turas según l a necesi dad del usuari o.

En cuanto a l as pi ezas i mpresas en 3D, l a categorí a más i mportante corresponde a l os j oi nts estructural es y joi nts del col gante. Ambas pi ezas cuentan con un mecani smo fl exi bl e di señado para trabarse dentro de l as perforaci ones presentes en l os perfi l es tubul ares de al umi ni o.

J O I N T S E S T RU C T U R A L E S Y J O I N T S DE L CO LGA N T E

N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l . F i g u r a 5 0 : J o i n t s d e l c o l g a n te F ig u r a 5 1 : J o in t s e s tr u c t u r a l es N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l . F i g u r a 5 2 : D i s e ñ o y r e d ise ñ o d e l e n s am b le e s tr u c t u ra l d e l m o d u l o d e l Si st em a K O S MO S

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Ahora bi en, l a funci onal i dad del mecani smo dependí a di rectamente del comportami ento del materi al uti l i zado. Las pi ezas fueron i mpresas en PET-G debi do a su resi stenci a mecáni ca y a su l i gera capaci dad de fl exi ón, caracterí sti ca i deal para mecani smos de presi ón y aj uste. Si n embargo, el funci onami ento correcto no dependí a úni camente del materi al , si no tambi én del di seño geométri co y de l a ori entaci ón de i mpresi ón. De hecho, cada pi eza se desarrol l ó consi derando l a fabri caci ón adi ti va como proceso defi ni ti vo de producci ón y no úni camente como medi o para fabri car prototi pos temporal es. Por esa razón, el grosor de paredes, l a ori entaci ón de capas y l a di recci ón de l as fuerzas fueron pensados desde el i ni ci o según l a funci ón especí fi ca de cada componente. I ni ci al mente, el mecani smo fl exi bl e poseí a una ori entaci ón verti cal . Como consecuenci a, l as capas i mpresas quedaban superpuestas hori zontal mente, generando l í neas débi l es entre capa y capa. Cuando el mecani smo fl exaba, l a pi eza tendí a a fracturarse preci samente sobre esas di vi si ones. Después de vari as pruebas, el di seño fue modi fi cado para ori entar el mecani smo hori zontal mente, al i neando l as capas con l a di recci ón pri nci pal de fl exi ón. De esa manera, l a l ongi tud conti nua de l as capas reforzó l a el asti ci dad de l a pi eza y reduj o consi derabl emente el ri esgo de fractura. F o r m a f in a l N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l . F i g u r a 5 3 : E v o l u c i ó n d e d is e ñ o d e l J o i n t e str u c tu r al N o ta : I m á g e n e s e l ab o r a d as p o r l a a u to r a m e d ian te so ftw a r e A n y c u b i c 3 D F i g u r a 5 4 : G e n e r a c ió n d e so p o r te s p a r a im p r e s ió n 3 D

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Asi mi smo, otro cri teri o fundamental consi sti ó en di smi nui r l a generaci ón de soportes durante l a i mpresi ón. Los soportes consumen materi al , aumentan el ti empo de fabri caci ón y posteri ormente se convi erten en desperdi ci o. Debi do a el l o, l os j oi nts poseen termi naci ones tri angul ares y ángul os i nferi ores a 45 grados, permi ti endo que cada capa si rva como soporte natural para l a si gui ente si n necesi dad de estructuras adi ci onal es. En rel aci ón con l a resi stenci a estructural , l os j oi nts fueron anal i zados medi ante herrami entas de si mul aci ón fí si ca y opti mi zaci ón topol ógi ca en Fusi on 360. Los resul tados demostraron que gran parte del vol umen i ni ci al de materi al era real mente necesari o para soportar l as cargas previ stas. Por esa razón, l a opti mi zaci ón úni camente permi ti ó generar pequeñas perforaci ones estratégi cas desti nadas a reduci r peso y materi al si n comprometer el comportami ento mecáni co de l a pi eza.

F i g u r a 5 5 _ : V i s t a i n te r n a d e l J o in t e str u c tu r a l y v isu a l iz a c i ó n d e l d is eñ o d el m e ca ni sm o fl e xib l e N o t a : Im á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D en R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l . Pe r fil t u b u l a r d e a l u m in io F i g u r a 5 6 : S i m u l a c ió n d e fís ic a y c o m p r o b a c ió n d e r e s i st e n ci a F i g u r a 5 7 - 5 8 : O p t im iz a c ió n to p o ló g i c a y r e d ise ñ o fi n a l e n c o m p a r a ci ó n N o t a : Im á g e n e s e la b o r a d a s p o r la a u to r a m e d i an te F u s si o n 3 6 0 y m od el a d o 3 D e n R h i n o c e r o s y r e n d e ri z a d o d ig i ta l .

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Posteri ormente, se desarrol l ó l a categorí a de col gantes, conformada por ganchos, caj i tas y portadores especi al i zados. Todas l as pi ezas poseen un si stema posteri or de agarre compati bl e con l as perforaci ones de l a l ámi na metál i ca, permi ti endo reorgani zar l i bremente l a di sposi ci ón de herrami entas.

CO LG A N T E S Y ACC E S O R I OS O RG A N I Z A D O R E S

F i g u r a 5 9 : V i s t a i s o m é t r ic a y la te r a l d e l a s 4 pie z a s c o lg a nt e s. N o t a : Im á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D en R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l . En cambi o, l a pi eza caj i ta responde a herrami entas cuya forma i mpi de col garl as convenci onal mente, como pi nzas, al i cates, ti j eras, bi sturí es o cortadores. La geometrí a trapezoi dal permi te i ntroduci r l a herrami enta por una abertura superi or de 5 cm y trabarl a progresi vamente haci a l a parte i nferi or de 3. 5 cm. La medi da fue defi ni da consi derando percenti l es ergonómi cos col ombi anos rel aci onados con di mensi ones de agarre manual , permi ti endo adaptarse a di ferentes herrami entas con mangos si mi l ares.

La pi eza gancho se di señó como el componente más versáti l del si stema. Su geometrí a permi te col gar herrami entas de di sti ntas formas si empre que l a morfol ogí a del obj eto faci l i te el apoyo sobre el gancho. Graci as a l a repeti ci ón modul ar del patrón perforado, múl ti pl es herrami entas pueden organi zarse en di ferentes confi guraci ones según l as necesi dades del usuari o.

F ig u r a 6 0 : P la n o s g e n er a l es d e l g a nc h o. F ig u r a 6 1 : P la n o s g e n er a l es d e la ca j i ta .

p. 35

Por otro l ado, l os portadores fueron di señados especí fi camente para destorni l l adores y l l aves. Debi do a l a geometrí a parti cul ar de esas herrami entas, resul tó necesari o generar ranuras con di mensi ones preci sas que garanti zaran estabi l i dad y acceso rápi do.

Del mi smo modo que ocurri ó con l os j oi nts, cada col gante fue ori entado estratégi camente para pri ori zar dos aspectos fundamental es: pri mero, l a resi stenci a estructural en l as zonas someti das a carga; segundo, l a reducci ón máxi ma de soportes durante l a i mpresi ón. Si n embargo, en esa categorí a no se apl i có opti mi zaci ón topol ógi ca debi do al tamaño reduci do de l as pi ezas y al ri esgo de comprometer su resi stenci a mecáni ca. F i g u r a 6 2 : P l a n o s g e n e r a le s d e l so p o r te p a r a d e st o r n il la d o r e s F i g u r a 6 3 : P l a n o s g e n e r a l e s d e l so p o r te p a r a ll a v e s N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l .

p. 36

A conti nuaci ón, se desarrol l aron l os joi nts del caj ón, encargados de preservar l a i ntegri dad estructural del si stema de al macenami ento. Los l ateral es permi ten contener l a l ámi na metál i ca dobl ada y evi tar que l as fuerzas de apertura y ci erre deformen progresi vamente l a estructura. I gual mente, l a mani j a faci l i ta el agarre ergonómi co durante el movi mi ento de j al ar y empuj ar. Cada pi eza i ncorpora un canal i nterno donde encaj a l a l ámi na metál i ca, permi ti endo ensambl ar el caj ón si n procesos adi ci onal es de sol dadura.

Dentro de esa categorí a se evi denci a con mayor cl ari dad l a apl i caci ón de opti mi zaci ón topol ógi ca. Las si mul aci ones permi ti eron i denti fi car zonas donde el materi al resul taba i nnecesari o, reempl azándol o por vací os estructural es que reducen peso y, si mul táneamente, generan una estéti ca tecnol ógi ca coherente con el l enguaj e formal del si stema. Tambi én se di señó un portanombres magnéti co que se adhi ere a l a superfi ci e metál i ca del caj ón. La pi eza i ncorpora un baj o rel i eve frontal desti nado a col ocar papel contact reuti l i zabl e, permi ti endo escri bi r categorí as con marcador borrabl e y reorgani zar fáci l mente l a cl asi fi caci ón de herrami entas e i nsumos.

J O I N T S D E L CA J Ó N J O I N T S D E L CA J Ó N Respecto a l as pi ezas metál i cas, el si stema i ncorpora repi sas, mesas, ri el es y l ámi nas perforadas fabri cadas en acero Col d Rol l ed. Las repi sas presentan l a geometrí a más compl ej a debi do a l a canti dad de pestañas dobl adas en di ferentes ori entaci ones. Su funci ón pri nci pal consi ste en al macenar tarros de resi na para i mpresoras SLA, permi ti endo organi zar reci pi entes de di sti ntos tamaños.

En cambi o, l as mesas y ri el es poseen una morfol ogí a mucho más senci l l a, ya que todos sus dobl eces se real i zan en una mi sma di recci ón. La si mpl i fi caci ón formal buscó reduci r ti empos de fabri caci ón y faci l i tar procesos producti vos. Por otra parte, l os perfi l es tubul ares de al umi ni o cumpl en el rol de vi gas estructural es pri nci pal es. Las al turas frontal es de 88 cm permi ten trabaj ar ergonómi camente de pi e según percenti l es antropométri cos col ombi anos, mi entras que l as al turas posteri ores de 154 cm faci l i tan al canzar l os ni vel es superi ores si n sobrepasar l os ángul os de fl exi ón establ eci dos por l os si stemas REBA y RULA.

CO M P O N E N T E S M E TÁ L I COS Y ES T RU C T U RA PR I N C IPA L

F i g u r a 6 4 : P l a n o s g e n e r a l e s d e lo s J o i nt s d e c a j ón . N o t a : I m á g e n e s e l a b o r a d as po r l a a u t o r a m ed i an te m o d e la d o 3 D e n R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l .

p. 37

Asi mi smo, l os caj ones fueron di señados con di mensi ones de 40 cm x 36 cm x

12 cm. La al tura l i mi tada busca evi tar acumul aci ón excesi va de obj etos uno

sobre otro, permi ti endo vi sual i zar rápi damente todo el conteni do y mej orando l a ergonomí a cogni ti va del si stema.

Fi nal mente, todas l as pi ezas metál i cas fueron pensadas excl usi vamente para procesos de corte l áser y dobl ado de l ámi na, evi tando sol daduras o forj ados compl ej os. Para garanti zar preci si ón di mensi onal , se uti l i zó el módul o de chapa metál i ca de Fusi on 360, permi ti endo generar pl anos técni cos y archi vos DXF l i stos para fabri caci ón i ndustri al .

Por úl ti mo, el si stema contempl a accesori os rel aci onados con l a reuti l i zaci ón de resi duos de producci ón generados por Voxel 3D. Entre el l os se encuentran soportes api l abl es para caj as vací as de carretes de fi l amento, desti nados a al macenar prototi pos, pi ezas y ki ts de acabado. I gual mente, se di señaron contenedores modul ares para carretes de fi l amento, permi ti endo al macenar tanto carretes con materi al como carretes vací os reuti l i zados para organi zar torni l l os, tuercas, cabl es y pequeños componentes el ectróni cos.

Si n embargo, debi do a l as l i mi taci ones de ti empo del proyecto, esas pi ezas no al canzaron l a etapa de fabri caci ón ni redi seño fi nal . Aun así , l as propuestas permanecen proyectadas para futuras i teraci ones en col aboraci ón con Voxel 3D, con el propósi to de compl etar i ntegral mente el si stema KOSMOS.

ACC E S O R I OS PA R A R E U T I L IZ AC I Ó N D E R ES I D U OS

F i g u r a 6 5 : P l a n o s g e n e r a le s d e l as p i e z a s m e t á lic a s. N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l .

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Para compl ementar l a val i daci ón técni ca y producti va del si stema KOSMOS, se real i zó un anál i si s de costos enfocado en l a fabri caci ón de un úni co módul o funci onal del si stema. El propósi to de esta eval uaci ón consi sti ó en i denti fi car el i mpacto económi co de cada materi al y proceso de producci ón, así como reconocer l os desperdi ci os generados durante l a fabri caci ón y l as oportuni dades de opti mi zaci ón futura. Asi mi smo, el anál i si s permi ti ó comprender con mayor cl ari dad l as ventaj as y l i mi taci ones de trabaj ar con fabri caci ón hí bri da entre procesos i ndustri al es y fabri caci ón adi ti va. De i gual forma, l a i nformaci ón obteni da ayudó a j usti fi car deci si ones tomadas durante el redi seño del proyecto, especi al mente l a transi ci ón desde un si stema compl etamente i mpreso en 3D haci a una estructura combi nada entre al umi ni o, acero y pi ezas i mpresas en

PET-G.

COS TOS D E P RO D U CC I Ó N Y V IA B I L I DA D T ÉC NICA

T a b l a 4 : C o s t o s d e p e r fil e s e str u c tu r al e s d e a l um in io N o ta : E l a b o r a c i ó n p r o p ia c o n b a se e n c o tiz a ci o n e s y p r o d u c c ió n r ea l i za d a d u r a nte e l d esa r r o l lo d el p r o y ec to (2 0 2 5 ). Insumo Material Especificacione s técnicas Precio unitario Cantidad Precio total Perfil tubular estructura l Aluminio Tubo cuadrado 3/4”, 6 metros de largo

$40.000 COP

1 unidad

$40.000 COP

Servicio de perforaci ón Aluminio mecanizado Perforaciones cada 8 cm

$25.000 COP

1 servicio

$25.000 COP

Costo total:

$65.000 COP

Desperdicio / sobrante Cantidad Sobrante de perfil tubular 1,16m El anál i si s de l os perfi l es estructural es permi ti ó i denti fi car que el al umi ni o representa uno de l os materi al es más efi ci entes del si stema debi do a su al ta resi stenci a estructural , baj o peso y faci l i dad de mecani zado. Además, el hecho de que el proveedor real i zara gratui tamente l os cortes ayudó a reduci r costos de producci ón. Si n embargo, el sobrante de materi al evi denci a l a necesi dad futura de opti mi zar medi das de corte para di smi nui r desperdi ci os y aprovechar mej or cada perfi l tubul ar; si n embargo, es una oportuni dad de aprovechami ento si se pi ensa en l a fabri caci ón i ndustri al y en masa del producto.

p. 39

En rel aci ón con l as pi ezas metál i cas, el anál i si s demuestra que el acero Col d Rol l ed representa el mayor costo i ndi vi dual del si stema. No obstante, tambi én consti tuye el componente más i mportante para garanti zar resi stenci a estructural , durabi l i dad y estabi l i dad del módul o. La deci si ón de si mpl i fi car geometrí as y l i mi tar l os procesos úni camente a corte l áser y dobl ado permi ti ó di smi nui r si gni fi cati vamente costos y ti empos de fabri caci ón frente a procesos más compl ej os como sol dadura o fundi ci ón. Insumo Material Especificaciones técnicas Precio unitario Cantidad Precio total Piezas dobladas de estructura Acero Cold Rolled Lámina calibre 2 mm, corte láser y doblado

$42.000 COP

10 piezas

$420.000 COP

Láminas perforada s Acero Cold Rolled perforado 16 cm x 36 cm, calibre 2 mm

$25.000 COP

2 piezas

$50.000 COP

Costo total:

$470.000 COP

T a b la 5 : C o s t o s d e p ie za s m e t á li c a s e n a ce r o C o l d R o l l ed N o ta : E l a b o r a c i ó n p r o p ia c o n b a se e n c o tiz a ci o n e s d e m a nu fa c tu r a m e ta lm ec á nic a r e al iz a d a s d ur a n te el p r o ye c to (2 0 2 5 ). Insumo Material Especificaciones técnicas Precio unitario Cantidad Precio total Carrete PET-G naranja

PET-G

1 kg

$75.000 COP

2 unidades

$150.000 COP

Carrete PET-G negro

PET-G

1 kg

$75.000 COP

2 unidades

$150.000 COP

Costo total:

$300.000 COP

Producción Cantidad de piezas Tiempo aproximado Piezas negras funcionales

20 piezas

22 horas y 30 minutos

Piezas naranjas funcionales

23 piezas

30 horas

Tipo de desperdicio Cantidad Tiempo perdido Piezas negras defectuosas

10 piezas

22 horas y 30 minutos

Piezas naranjas defectuosas

18 piezas

30 horas

T a b l a 6 : C o s t o s d e fa b r i c a c ió n ad i t iv a e n P ET -G , P r o d uc c i ón d e p i e z a s i m p r e sa s, D es p e r d i c io y fa l l os d e im p r e s ió n N o t a : E l a b o r a c i ó n p r o p ia a p ar t ir d e r e g is tr o s d e i m p r e s ió n r e a l iz a d os d u r a n te e l p ro c e s o d e p r o to ti p a d o y fa b r ic a c ió n ( 20 2 5 ).

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El anál i si s de fab ri caci ón adi ti va permi ti ó evi denci ar uno de l os aspectos más i mportantes del proyecto: i mpri mi r pi ezas funci onal es fi nal es i mpl i ca una l ógi ca de di seño di sti nta a l a uti l i zada para prototi pos rápi dos. La ori entaci ón de i mpresi ón, l os soportes, l as tol eranci as y l a confi guraci ón de parámetros i nfl uyen di rectamente tanto en l a resi stenci a como en el desperdi ci o generado.

Asi mi smo, l os resul tados demostraron que una gran parte del ti empo de producci ón se pi erde debi do a errores de i mpresi ón, fal l os de confi guraci ón y pruebas de tol eranci a. Preci samente, esa si tuaci ón j usti fi có l a i mpl ementaci ón de estrategi as de opti mi zaci ón topol ógi ca y si mpl i fi caci ón formal , buscando reduci r materi al , horas de i mpresi ón y probabi l i dad de fal l o.

F i g u r a 6 6 : E v i d e n c ia f o to g r á fic a d e l o s fa l lo s d e i m p r e si ó n N o ta :I m a g e n e l a b o r ad a p o r l a a u to r a m e d ia n te fo t o gr a fí a d i gi t a l. Categoría Costo total Perfiles estructurales de aluminio

$65.000 COP

Piezas metálicas en acero Cold Rolled

$470.000 COP

Filamento PET-G

$300.000 COP

Concepto adicional Tiempo Tiempo total de impresión

81 horas

T a b l a 7 : C o s t o s d e fa b r i c a c ió n ad i t iv a e n P ET -G , P r o d uc c i ón d e p i e z a s i m p r e sa s, D es p e r d i c io y fa l l os d e im p r e s ió n N o ta : E l v a l o r p r e s e n ta d o c o r r e sp o n d e ú n ic am e n te a m a te r i a l e s y p r oc e so s d e fa b r i ca c i ón d e u n m ó d u lo f un c i on a l de l s i s t e m a K O S M O S . N o i n c l u y e c o st o s d e d i se ñ o , m o de la d o , t r a n sp or t e , p in t u r a , m a no d e ob r a a d ic i o na l n i m a n te n im i en t o d e m a q u i n ar i a. Costo total aproximado de fabricación:

$835.000 COP

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En térmi nos general es, el anál i si s económi co permi ti ó comprobar que l a combi naci ón entre fabri caci ón i ndustri al y fabri caci ón adi ti va resul ta mucho más vi abl e que una estructura compl etamente i mpresa en 3D. La i mpl ementaci ón de al umi ni o y acero reduj o consi derabl emente l os ti empos de i mpresi ón y aumentó l a resi stenci a estructural del si stema, mi entras que l as pi ezas i mpresas en PET-G conservaron l a modul ari dad, personal i zaci ón y compl ej i dad geométri ca necesari as para el funci onami ento del proyecto. De i gual forma, el estudi o de costos evi denci ó que gran parte del val or del si stema no depende úni camente del materi al uti l i zado, si no del ti empo de producci ón y del porcentaj e de desperdi ci o generado durante el proceso. Por esa razón, l a opti mi zaci ón topol ógi ca, l a si mpl i fi caci ón geométri ca y l a correcta ori entaci ón de i mpresi ón se consol i daron como deci si ones fundamental es dentro del desarrol l o del proyecto.

El desarrol l o de KOSMOS permi ti ó comprender que di señar un si stema modul ar funci onal i mpl i ca equi l i brar constantemente ergonomí a, resi stenci a estructural , costos y vi abi l i dad de producci ón. Muchas de l as deci si ones tomadas i ni ci al mente debi eron repl antearse al enfrentarse con l i mi taci ones real es de fabri caci ón, especi al mente rel aci onadas con ti empos de i mpresi ón, desperdi ci o de materi al y comportami ento estructural de l as pi ezas i mpresas en 3D.

Uno de l os aspectos más val i osos del proceso fue entender l a fabri caci ón adi ti va no úni camente como una herrami enta de prototi pado, si no como un proceso de producci ón fi nal que requi ere pensar cui dadosamente l a ori entaci ón de i mpresi ón, el grosor de paredes y l a di stri buci ón de esfuerzos en cada pi eza. Preci samente, l os errores y desperdi ci os generados durante l as pruebas permi ti eron opti mi zar progresi vamente el di seño y fortal ecer técni camente el si stema.

Asi mi smo, l a i ntegraci ón entre al umi ni o, acero Col d Rol l ed y pi ezas i mpresas en PET-G demostró ser una sol uci ón mucho más efi ci ente que una estructura compl etamente i mpresa. La combi naci ón de procesos i ndustri al es y fabri caci ón di gi tal permi ti ó mantener modul ari dad, reduci r costos y mej orar consi derabl emente l a resi stenci a estructural del si stema KOSMOS. Fi nal mente, el proyecto reafi rmó una postura de di seño enfocada en l a adaptaci ón constante y en l a comprensi ón profunda del contexto real . Más que desarrol l ar úni camente un muebl e organi zador, el proceso permi ti ó construi r un si stema que arti cul a ergonomí a, producci ón, sosteni bi l i dad y fabri caci ón di gi tal dentro de una propuesta coherente con l as di námi cas real es de trabaj o de Voxel 3D.

F i g u r a 6 7 : V i s u a l i z a c ió n d e u n m i sm o m ó d u l o d e m ueb l e co n d i fe r en te s c o nf igu r a c io ne s g r ac ia s a l a s p ie za s int er c a m b i a bl e s . N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l .

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Para fi nal i zar, l a úl ti ma etapa del proyecto estuvo enfocada en consol i dar formal , técni ca y vi sual mente el si stema KOSMOS, i ntegrando todos l os aprendi zaj es obteni dos durante el proceso de i nvesti gaci ón, di seño, val i daci ón y redi seño. Durante el montaj e fi nal se organi zaron renders, pl anos técni cos, si mul aci ones estructural es y prototi pos funci onal es con el propósi to de comuni car cl aramente el funci onami ento del si stema y l as deci si ones que di eron forma a l a propuesta.

Asi mi smo, l a presentaci ón del proyecto permi ti ó confrontar nuevamente l a propuesta con docentes, compañeros y profesi onal es del área, generando observaci ones rel aci onadas con modul ari dad, producci ón y vi abi l i dad técni ca. Las reacci ones del públ i co destacaron pri nci pal mente l a coherenci a entre el di agnósti co real i zado dentro de Voxel 3D y l as sol uci ones i mpl ementadas en el si stema, especi al mente en aspectos rel aci onados con ergonomí a, aprovechami ento del espaci o y opti mi zaci ón de producci ón.

En térmi nos personal es, el proyecto evi denci a una postura de di seño enfocada en comprender el contexto real antes de proponer sol uci ones formal es. Más que di señar un objeto ai sl ado, el desarrol l o de KOSMOS permi ti ó entender el di seño i ndustri al como una herrami enta capaz de organi zar di námi cas de trabaj o, opti mi zar recursos y mej orar l a rel aci ón entre l as personas y su entorno. De i gual forma, el proceso fortal eci ó una vi si ón del di seño basada en l a experi mentaci ón, l a fabri caci ón di gi tal y l a adaptaci ón constante frente a probl emas real es.

FASE 5: CIERRE Y SÍNTESIS

5.4

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KOSMOS

O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R

SI STEMA

Para comenzar, l a propuesta fi nal del proyecto se presenta baj o el nombre:

RESULTADO FI NAL

Un si stema de organi zaci ón escal abl e y adaptabl e di señado para responder a probl emáti cas de orden, producti vi dad y ergonomí a dentro de espaci os de trabaj o técni cos y producti vos. El térmi no “Kosmos” provi ene del gri ego κόσμος, pal abra asoci ada al orden, l a organi zaci ón y l a armoní a estructurada. Asi mi smo, el concepto de “cosmos” hace referenci a al uni verso entendi do como un conj unto organi zado donde cada el emento ocupa un l ugar y cumpl e una funci ón especí fi ca. Preci samente, l a propuesta proyectual toma i nspi raci ón de esa l ógi ca: un conj unto de módul os y accesori os i ndependi entes que, al conectarse entre sí , conforman un si stema i ntegral de organi zaci ón.

En rel aci ón con l a estructura general , KOSMOS no se pl antea úni camente como un muebl e organi zador convenci onal , si no como un si stema compuesto por múl ti pl es módul os confi gurabl es que pueden funci onar de manera i ndependi ente o conectarse entre sí según l as necesi dades del usuari o y l as caracterí sti cas del espaci o. A di ferenci a de muchos organi zadores comerci al es que obl i gan al usuari o a adaptarse a una morfol ogí a fi j a, el si stema KOSMOS busca que el mobi l i ari o se adapte al contexto, permi ti endo modi fi car al turas, di stri buci ón, canti dad de caj ones y accesori os de organi zaci ón si n comprometer l a coherenci a formal ni l a resi stenci a estructural .

F i g u r a 6 8 : L o g o d e l p r o y e c to .

N o ta : I m á g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a e n C a n v a. Además, l a propuesta i ntegra cri teri os de ergonomí a fí si ca y cogni ti va medi ante confi guraci ones que faci l i tan el acceso rápi do a herrami entas e i nsumos, reducen despl azami entos i nnecesari os y permi ten i denti fi car vi sual mente cada el emento dentro del si stema. De i gual forma, l a compati bi l i dad entre accesori os y módul os posi bi l i ta que l as herrami entas puedan transportarse entre di ferentes áreas de trabaj o manteni endo si empre un l ugar defi ni do dentro del si stema organi zador. F i g u r a 6 9 : E je m p l o d e e sc a la b ilid a d d e l m ó d u l o y d e ca p a c id a d d e p e r s o na l i z a c i ó n y v a r i a b l es d e d is eñ o . N o t a : Im á g e n e s e la b o r a d a s p o r la a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D en R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l .

L A P RO P U E S TA F IN A L D E L P ROY EC TO

D E S C R I P C I Ó N T ÉC N I CA Y F U N C IO N A L D E L S IS T E M A E I M ÁG E N E S , R E N D E R S , P L A N OS , S IM U L AC I O N E S D E S C R I P C I Ó N T ÉC N I CA Y F U N C IO N A L D E L S IS T E M A E I M ÁG E N E S , R E N D E R S , P L A N OS , S IM U L AC I O N E S

6.1

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I m p r e s o r a A n y c u b i c K o b r a 3 E s c a l e r a s C o m p u t a d o r e s E s p a c io d i s p o n i b l e I m p r e s o r a A n y c u b i c K o b r a 3 La confi guraci ón responde di rectamente al anál i si s de recorri dos y aprovechami ento espaci al desarrol l ado durante el di agnósti co proyectual , donde se i denti fi có un espaci o reduci do que actual mente presenta acumul aci ón de materi al es e i nterferenci a en l as acti vi dades de l os empl eados. Los caj ones i nferi ores permi ten al macenar l i j as, ci ntas, tel as y sumi ni stros de i mpresi ón que anteri ormente permanecí an dentro de caj as de cartón ubi cadas en el pi so.

Asi mi smo, l a superfi ci e superi or del módul o se desti na al al macenami ento organi zado de carretes de fi l amento y al soporte temporal de pi ezas reci én i mpresas. La i mpl ementaci ón de esa superfi ci e evi ta que l os prototi pos conti núen ocupando estaci ones de trabaj o computaci onal es, si tuaci ón que actual mente i nterrumpe l as acti vi dades de model ado y vi sual i zaci ón di gi tal . N o ta :I m á g e n e s e la b o r ad a s p o r la a u to r a m e d i an te m o d el a d o 3 D e n R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l .

I ni ci al mente, l a pri mera confi guraci ón del si stema KOSMOS, para el contexto de voxel 3D, se ubi ca en el área de i mpresi ón 3D en fi l amento, especí fi camente j unto a l as i mpresoras Anycubi c Kobra 2 y Kobra 3 Max. La propuesta consi ste en un muebl e conformado por dos módul os pri nci pal es si n pared trasera adi ci onal , al canzando unas di mensi ones aproxi madas de 78 cm de l argo, 46 cm de ancho y 88 cm de al tura. CO N F I G U R AC I Ó N 1 : Á R E A D E IM PR E S IÓ N 3 D E N FI L A ME N TO N o t a : Im a g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a m e d ia n te m o d e l a d o 3 D e n R h i no y r en d er i z a d o d ig it a l . F i g u r a 7 0 : P la n o s d e l a o f ic i n a V o xe l 3 D c o n la u b ic a c ió n d e l a p r im er a c o n fi g u r a c ió n. F i g u r a 7 1 : R e l a c i ó n d e a s p e c to c o n l a c o n fig u r a c i ón 1 .

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La propuesta consi ste en un si stema conformado por cuatro módul os con pared trasera y confi guraci ón compl eta de l ámi na perforada. Los caj ones i nferi ores al macenan herrami entas el éctri cas y el ementos pesados de uso menos frecuente, mi entras que l as l ámi nas perforadas permi ten organi zar herrami entas manual es de uso constante medi ante col gantes i mpresos en 3D. Además, l a superfi ci e posteri or i ncorpora l os accesori os desti nados al al macenami ento de carretes reuti l i zados para organi zar torni l l os, tuercas, cl avos y componentes el ectróni cos pequeños. De i gual forma, l a di stri buci ón vi sual y modul ar faci l i ta l a i denti fi caci ón rápi da del i nventari o, mej ora el acceso i ntui ti vo a l as herrami entas y di smi nuye si gni fi cati vamente el desorden vi sual presente en el área.

N o t a : Im á g e n e s e la b o r a d a s p o r la a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D en R h i no c e r os y r e nd e r i z a d o d i g i ta l .

Posteri ormente, l a segunda confi guraci ón se desarrol l a para el área de herrami entas, correspondi ente a l a si tuaci ón número uno anal i zada en el estudi o antropométri co y ergonómi co. Actual mente, l as herrami entas permanecen al macenadas en canastas ubi cadas a baj a al tura, obl i gando al usuari o a real i zar posturas i ncómodas y movi mi entos repeti ti vos para acceder a l os el ementos.

CO N F I G U R AC I Ó N 2 : Á R E A D E H E R RA M IE N TAS Y PRO D UCCI Ó N

N o t a : Im a g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a m e d ia n te m o d e l a d o 3 D e n R h i no y r en d er i z a d o d ig it a l . F i g u r a 7 2 : P la n o s d e l a o f ic i n a V o xe l 3 D c o n la u b ic a c ió n d e l a s e g u n da c o n fi g u r a c ió n. F i g u r a 7 3 : R e l a c i ó n d e a s pe c t o c o n l a c o n fig u r ac i ó n 2 . I m p r e s o r a A n y c u b i c K o b r a 3 E s c a le r a s En térmi nos ergonómi cos, l a confi guraci ón busca mantener l as herrami entas dentro de rangos de al cance cómodos según l os percenti l es antropométri cos col ombi anos y l os cri teri os establ eci dos por l os métodos REBA y RULA.

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La propuesta busca reorgani zar el al macenami ento de tarros de resi na, i nsumos de l i mpi eza y el ementos de protecci ón personal uti l i zados durante el proceso de i mpresi ón y postprocesado de pi ezas en resi na. Las repi sas superi ores permi ten al macenar botel l as de resi na de forma vi si bl e y accesi bl e, mi entras que l os caj ones i nferi ores organi zan caj as de guantes, tapabocas, paños de l i mpi eza y botel l as de al cohol i sopropí l i co. I gual mente, l a superfi ci e pri nci pal funci ona como zona de preparaci ón y apoyo para pi ezas reci én reti radas de l a curadora ul travi ol eta. La i mpl ementaci ón de esa superfi ci e evi ta que l as pi ezas conti núen acumul ándose sobre i mpresoras, tapas o caj as i mprovi sadas que actual mente obstacul i zan el despl azami ento de l os empl eados dentro del área.

N o ta :I m á g e n e s e l a b o r a d a s p o r l a a u to r a m e d i an te m o d e l a do 3 D e n R h ino ce r os y r e nd e r iz ad o d ig ita l .

Fi nal mente, l a tercera confi guraci ón corresponde al área de i mpresi ón 3D en resi na, rel aci onada con l a segunda si tuaci ón eval uada durante el anál i si s antropométri co. El si stema se compone por dos módul os con pared trasera, al canzando un l argo de 78 cm, un ancho de 46 cm, una al tura de mesa de 88 cm y una al tura posteri or de 154 cm.

CO N F I G U R AC I Ó N 3 : Á R E A D E IM PRE S IÓ N 3 D E N R E S INA

N o t a : Im a g e n e l a b o r a d a p o r la a u to r a m e d ia n te m o d e l a d o 3 D e n R h i no y r en d er i z a d o d ig it a l . F i g u r a 7 4 : P la n o s d e l a o f ic i n a V o xe l 3 D c o n la u b ic a c ió n d e l a t e r c e r a c o n fi gu ra c ió n . F i g u r a 7 5 : R e l a c i ó n d e a s pe c t o c o n l a c o n fig u r ac i ó n 3 . I m p r e s o r a d e r e s i n a A n y c u b i c M I N I K 4 E s c a l e r a s C u r a d o r a d e l u z u l t r a v i o l e t a I m p r e s o r a d e re s i n a A n y c u b i c K 4 A r e a d e l i m i e z a d e p i e z a s I m p r e s o r a d e r e s i n a

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P ROY ECC I Ó N D E COS TOS D E I M PL E M EN TAC IÓ N D EL S I S TE MA

KOS M OS E N VOX E L 3 D

S e real i zó una proyecci ón de costos esti mada para i mpl ementar l as tres confi guraci ones del si stema KOSMOS dentro de l as áreas crí ti cas i denti fi cadas en Voxel 3D. La esti maci ón parte de una producci ón total de 8 módul os estructural es, di stri bui dos entre l as tres confi guraci ones pl anteadas para i mpresi ón 3D en fi l amento, herrami entas y producci ón, e i mpresi ón 3D en resi na.

A di ferenci a de l a tabl a anteri or correspondi ente a un úni co módul o prototi po, l a si gui ente proyecci ón contempl a una fabri caci ón semi -i ndustri al i nterna, consi derando reducci ón de costos por compra al por mayor, opti mi zaci ón de desperdi ci os, reuti l i zaci ón parci al de resi duos producti vos y di smi nuci ón de errores de i mpresi ón graci as a l a val i daci ón previ a del si stema.

En conj unto, l as tres confi guraci ones conforman el si stema KOSMOS como una red de organi zaci ón di stri bui da estratégi camente dentro de l as áreas crí ti cas i denti fi cadas durante el di agnósti co proyectual . Más que resol ver úni camente un probl ema de al macenami ento, l a propuesta busca opti mi zar l a i nteracci ón entre usuari o, herrami entas y espaci o de trabajo medi ante un l enguaj e modul ar coherente y adaptabl e.

Material / Proceso Especificaciones técnicas Cantidad total Precio unitario aprox.

Precio total Perfil tubular de aluminio 3/4” Barras de 6 m perforadas cada 8 cm

6 barras

$40.000 COP

$240.000 COP

Corte y perforación de perfiles Corte + perforaciones

CNC

6 servicios

$25.000 COP

$150.000 COP

Lámina Cold Rolled 2 mm Repisas, mesas, rieles y cajones

40 piezas

$35.000 COP

$1.400.000 COP

Lámina perforada Cold Rolled 2 mm Paneles para colgantes

8 piezas

$22.000 COP

$176.000 COP

Corte láser y doblado Fabricación metálica industrial

48 piezas

$8.000 COP

$384.000 COP

Pintura electrostática Protección y acabado metálico

48 piezas

$4.500 COP

$216.000 COP

Total

$2.566.000 COP

T a b la 8 : P r o y e c c i ó n d e c o st o s e str u c t u r a le s pa r a 8 m ó d u lo s d e l s i ste m a K O S MO S N o t a : V a l o r e s e s t i m a d o s c o n r e d u c c i ó n d e c o s to s p o r p r o d u c c i ó n e n l o t e y o p t im iz a c i ó n de p r o ce so s d e co rt e y d o b la d o i n d u s t r i a l . E l a b o r a c ió n p r o p ia ( 2 0 25 ). En pri mer l ugar, l a producci ón múl ti pl e reduce consi derabl emente el costo uni tari o de l as pi ezas metál i cas frente al prototi po i ni ci al . La fabri caci ón por l otes permi te opti mi zar cortes l áser, reuti l i zar sobrantes de l ámi na y di smi nui r ti empos de confi guraci ón de maqui nari a.

Asi mi smo, el uso de perfi l es estructural es conti nuos di smi nuye desperdi ci os y mej ora l a resi stenci a general del si stema. Por consi gui ente, l a i mpl ementaci ón modul ar resul ta técni camente vi abl e para una producci ón i nterna progresi va dentro de l a empresa.

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Material / Proceso Especificaciones técnicas Cantidad total Precio unitario aprox.

Precio total Filamento PET-G negro Carretes de 1 kg

4 unidades

$68.000 COP

$272.000 COP

Filamento PET-G naranja Carretes de 1 kg

3 unidades

$68.000 COP

$204.000 COP

Impresión joints estructurales Piezas de soporte modular

32 piezas

Incluido Incluido Impresión joints colgantes Soporte de panel perforado

16 piezas

Incluido Incluido Impresión colgantes y accesorios Ganchos, portadores y cajitas

70 piezas

Incluido Incluido Impresión joints de cajones Uniones y manijas

48 piezas

Incluido Incluido Total

$476.000 COP

T a b l a 9 : P r o y e c c i ó n d e c o s to s d e p i e z a s im p r e s as e n 3D N o t a : E l c o s t o d e im p r e s ió n in c l u y e ú n i c a m e n t e m a t e r i a l c o n s um i d o. N o se in c l uy en c os t os en e r g ét ic o s ni m a n te ni m ie n t o d e i m p r e s o r a s . E l a b o r a c ió n p r o p i a ( 20 25 ) . I ni ci al mente, l a val i daci ón previ a de parámetros de i mpresi ón permi te reduci r si gni fi cati vamente desperdi ci os de materi al y fal l os de producci ón. Durante el desarrol l o del prototi po, múl ti pl es pi ezas debi eron rei mpri mi rse por probl emas de ori entaci ón, tol eranci a y soportes; si n embargo, l a etapa de i mpl ementaci ón fi nal ya cuenta con confi guraci ones opti mi zadas. Además, l a deci si ón de i mpri mi r úni camente uni ones y accesori os reduce drásti camente el consumo de fi l amento frente a l a pri mera propuesta de mobi l i ari o compl etamente i mpreso en 3D. De i gual forma, l a opti mi zaci ón topol ógi ca apl i cada a l as pi ezas estructural es di smi nuye materi al y ti empo de i mpresi ón si n comprometer resi stenci a mecáni ca.

Proceso Tiempo estimado Corte y perforación de aluminio

2 días

Corte láser y doblado metálico

4 días

Pintura electrostática

2 días

Impresión 3D de piezas

6 días continuos

Total 16 días aprox.

T a b la 1 0 : P r o y e c c ió n d e tie m p o s d e p r o d u c c ió n N o t a : L a e s t i m a c ió n c o n te m p l a p r o d u c c i ó n s im u lt á n e a e n tr e fa b r i c a c i ó n m et á l ic a e i m p r e si ón 3 D . E l ab o r a c ió n p r o p i a ( 2 0 2 5 ).

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En defi ni ti va, l a proyecci ón económi ca demuestra que el si stema KOSMOS posee vi abi l i dad técni ca y producti va para i mpl ementarse dentro de Voxel 3D como sol uci ón i ntegral de organi zaci ón. Aunque l a i nversi ón i ni ci al supera el costo de mobi l i ari o comerci al convenci onal , l a propuesta ofrece ventaj as si gni fi cati vas en adaptabi l i dad, ergonomí a, modul ari dad y opti mi zaci ón espaci al .

Asi mi smo, l a fabri caci ón hí bri da reduce consi derabl emente costos y ti empos frente a l a pri mera propuesta de i mpresi ón 100 % en 3D, permi ti endo aprovechar l as fortal ezas estructural es del al umi ni o y el acero mi entras l a i mpresi ón 3D se concentra en componentes especi al i zados y personal i zabl es.

Fi nal mente, l a posi bi l i dad de escal ar el si stema progresi vamente medi ante módul os i ndependi entes convi erte a KOSMOS en una sol uci ón fl exi bl e y evol uti va, al i neada con l as di námi cas de creci mi ento y transformaci ón de l a empresa.

CO N C LU S I Ó N G E N E R A L D E COS TOS Y PRO D U CC IÓ N

Por u na parte, l a fabri caci ón hí bri da permi te di vi di r procesos si mul táneamente, reduci endo ti empos general es de producci ón. Mi entras l as pi ezas metál i cas son fabri cadas externamente, l a empresa puede produci r i nternamente l os componentes i mpresos en 3D.

Por otra parte, l a modul ari dad del si stema si mpl i fi ca el ensambl aje fi nal , ya que gran parte de l as pi ezas se repi ten y manti enen una l ógi ca constructi va constante. En consecuenci a, el si stema resul ta más efi ci ente de fabri car y mantener frente a sol uci ones compl etamente personal i zadas o sol dadas permanentemente.

APORTES PROYECTUALES

6.2

En cuanto a l os aportes técni cos, el proyecto i ntegra fabri caci ón hí bri da entre i mpresi ón 3D, perfi l es estructural es de al umi ni o y pi ezas metál i cas en acero Col d Rol l ed, permi ti endo equi l i brar resi stenci a estructural , modul ari dad y opti mi zaci ón de costos de producci ón. Asi mi smo, l a i mpl ementaci ón de opti mi zaci ón topol ógi ca y cri teri os de fabri caci ón adi ti va permi ti ó reduci r materi al y ti empos de i mpresi ón si n comprometer el funci onami ento del si stema.

A ni vel ergonómi co, l a propuesta i ncorpora cri teri os fí si cos y cogni ti vos deri vados de anál i si s antropométri cos, recorri dos espaci al es y observaci ón di recta del usuari o. Por consi gui ente, el si stema mej ora accesi bi l i dad, reduce posturas de ri esgo y faci l i ta l a i denti fi caci ón rápi da de herrami entas e i nsumos medi ante organi zaci ón vi sual y modul ar.

Desde l a di mensi ón ambi ental , KOSMOS i ncorpora l a reuti l i zaci ón de resi duos generados por l a empresa, especí fi camente caj as y carretes vací os de fi l amento, i ntegrándol os funci onal mente dentro del si stema organi zador. Esa estrategi a di smi nuye acumul aci ón de resi duos y prol onga l a vi da úti l de materi al es normal mente descartados.

Fi nal mente, a ni vel si mból i co y cul tural , l a propuesta pl antea una rel aci ón di recta entre el concepto de orden y l as di námi cas real es de producci ón di gi tal contemporánea. La estructura modul ar, l as geometrí as i nspi radas en voxel es y l a i ntegraci ón entre fabri caci ón di gi tal y reuti l i zaci ón materi al refl ej an l a i denti dad tecnol ógi ca y producti va de Voxel 3D.

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VALOR DIFERENCI AL FRENTE A REFERENTES

6.3

A di ferenci a de referentes comerci al es tradi ci onal es, el si stema KOSMOS no obl i ga al usuari o a adaptarse a una confi guraci ón fi j a. Por el contrari o, l a modul ari dad estructural y l a compati bi l i dad entre accesori os permi ten modi fi car el si stema según l as necesi dades del espaci o, el creci mi ento del i nventari o o l os cambi os en l as di námi cas de trabajo. Del mi smo modo, frente a muchos si stemas i mpresos en 3D exi stentes, l a propuesta no depende compl etamente de fabri caci ón adi ti va para resol ver l a estructura pri nci pal . La combi naci ón entre al umi ni o, acero y pi ezas i mpresas opti mi za costos, mej ora resi stenci a y reduce consi derabl emente ti empos de producci ón.

Además, el proyecto no se l i mi ta a resol ver al macenami ento. La propuesta i ntegra organi zaci ón, ergonomí a, movi l i dad, reuti l i zaci ón de resi duos y fabri caci ón di gi tal dentro de un úni co si stema adaptabl e. Preci samente, esa i ntegraci ón convi erte a KOSMOS en una sol uci ón más cercana a un ecosi stema organi zati vo que a un muebl e convenci onal .

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EVALUACIÓN Y REFLEXIÓN

7 7

El desarrol l o del si stema KOSMOS permi ti ó comprender que el di seño i ndustri al no consi ste úni camente en crear obj etos funci onal es, si no en i nterpretar di námi cas real es de uso, producci ón y comportami ento dentro de un contexto especí fi co.

A l o l argo del proceso, l a i nvesti gaci ón evi denci ó que el probl ema de desorden dentro de Voxel 3D no dependí a sol amente de l a ausenci a de al macenami ento, si no de una rel aci ón desarti cul ada entre espaci o, herrami entas, recorri dos y hábi tos de trabaj o. Por consi gui ente, l a propuesta evol uci onó desde l a i dea i ni ci al de fabri car un organi zador compl etamente i mpreso en 3D haci a un si stema hí bri do modul ar que equi l i brara resi stenci a estructural , ergonomí a, producci ón y vi abi l i dad económi ca. Asi mi smo, l a metodol ogí a i terati va permi ti ó val i dar constantemente l as deci si ones proyectual es medi ante model ados, si mul aci ones, pruebas de i mpresi ón y di ál ogo con expertos, permi ti endo que conceptos como modul ari dad, ergonomí a cogni ti va, fabri caci ón adi ti va y opti mi zaci ón topol ógi ca dejaran de ser úni camente referenci as teóri cas para converti rse en deci si ones concretas de di seño.

Si n embargo, el proceso tambi én evi denci ó múl ti pl es di fi cul tades y l i mi taci ones. Vari as pi ezas i mpresas presentaron fal l os estructural es debi do a ori entaci ones i ncorrectas de i mpresi ón, probl emas de tol eranci a y generaci ón excesi va de soportes. Adi ci onal a el l o, l os ti empos de fabri caci ón y el desperdi ci o de materi al durante l as pruebas demostraron que l a fabri caci ón adi ti va requi ere una comprensi ón técni ca mucho más profunda cuando se uti l i za como proceso de producci ón fi nal y no úni camente como herrami enta de prototi pado. En consecuenci a, el proyecto permi ti ó comprender que l a prueba y el error no representan fal l as del di seño, si no una parte fundamental de l a construcci ón de conoci mi ento proyectual , ya que muchas probl emáti cas úni camente pudi eron entenderse al experi mentar fí si camente l as pi ezas, materi al es y mecani smos real es. Del mi smo modo, factores como el presupuesto, el ti empo di sponi bl e y l a compl ej i dad técni ca del si stema l i mi taron l a fabri caci ón compl eta de al gunos accesori os proyectados para reuti l i zar caj as y carretes de fi l amento.

Fi nal mente, una de l as refl exi ones más i mportantes corresponde al reconoci mi ento consci ente del estado actual de l a propuesta. Aunque el si stema KOSMOS l ogró consol i darse como una sol uci ón funci onal y técni camente vi abl e, todaví a exi ste un ampl i o margen de i nvesti gaci ón, redi seño y comprobaci ón en contexto real . Por esa razón, l a i mpl ementaci ón compl eta de l os tres muebl es y l os ocho módul os proyectados para Voxel 3D se pl antea como una segunda etapa de i nvesti gaci ón y val i daci ón posteri or al Trabaj o de Grado. En defi ni ti va, KOSMOS no sol o representa un si stema organi zador, si no tambi én una postura como di señadora: comprender el di seño como una herrami enta capaz de transformar di námi cas real es medi ante sol uci ones fl exi bl es, técni cas y profundamente conectadas con l as personas y su entorno, entendi endo además que l os proyectos con verdadero potenci al conti núan evol uci onando i ncl uso después de fi nal i zar su etapa académi ca.

L AS CO N C LU S I O N E S D E TO D O EL P RO C E S O L AS CO N C LU S I O N E S D E TO D O EL P RO C E S O

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PROYECCIÓN

En rel aci ón con el futuro del proyecto, el si stema KOSMOS presenta posi bi l i dades real es de i mpl ementaci ón y evol uci ón dentro de Voxel 3D. La vi abi l i dad técni ca de l a propuesta fue comprobada medi ante model ado di gi tal , anál i si s estructural es, fabri caci ón de prototi pos y val i daci ón de materi al es, demostrando que l a combi naci ón entre perfi l es de al umi ni o, acero Col d Rol l ed y pi ezas i mpresas en PET-G permi te desarrol l ar un si stema resi stente, modul ar y adaptabl e. Asi mi smo, l a fabri caci ón hí bri da reduce costos de producci ón frente a propuestas compl etamente i mpresas en 3D, permi ti endo una producci ón más efi ci ente y accesi bl e. Posteri ormente, el proyecto puede conti nuar evol uci onando medi ante el redi seño y fabri caci ón de l os accesori os desti nados a reuti l i zar caj as y carretes de fi l amento, componentes que quedaron proyectados para una si gui ente etapa de desarrol l o j unto a l a empresa Voxel 3D. De i gual forma, el si stema podrí a expandi rse haci a nuevas confi guraci ones desti nadas a otros contextos producti vos, como tal l eres de fabri caci ón, l aboratori os, estudi os creati vos o espaci os educati vos que requi eran sol uci ones organi zati vas fl exi bl es y ergonómi cas.

Además, l a i nvesti gaci ón abre nuevas l í neas de expl oraci ón rel aci onadas con fabri caci ón di gi tal y di seño paramétri co. Por ej empl o, futuras etapas podrí an i ntegrar si mul aci ones estructural es más avanzadas, si stemas de automati zaci ón modul ar o i ncl uso procesos de opti mi zaci ón topol ógi ca generati va apl i cados di rectamente al mobi l i ari o. Tambi én surge l a posi bi l i dad de desarrol l ar accesori os personal i zados según herrami entas especí fi cas o di námi cas parti cul ares de cada usuari o. Por úl ti mo, l a experi enci a desarrol l ada durante el proyecto dej a preguntas abi ertas i mportantes para futuras i nvesti gaci ones: ¿hasta qué punto puede l a fabri caci ón adi ti va reempl azar si stemas tradi ci onal es de producci ón en mobi l i ari o funci onal ?, ¿cómo equi l i brar resi stenci a estructural , sosteni bi l i dad y costos dentro de si stemas modul ares escal abl es?, y ¿de qué manera el di seño organi zaci onal puede i nfl ui r di rectamente en l a producti vi dad y bi enestar de l os usuari os? Más que representar un ci erre defi ni ti vo, KOSMOS se pl antea como el i ni ci o de una l í nea de expl oraci ón proyectual enfocada en si stemas adaptabl es, fabri caci ón hí bri da y di seño centrado en l a rel aci ón entre personas, herrami entas y espaci o.

¿Q U É D E PA R A E L F U T U RO PA R A E S T E PROY EC TO ?

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TO DAS L AS F U E N T E S D E I N FO R M AC IÓ N

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KOSMOS

O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R O R G A N I Z A C I Ó N M O D U L A R

SI STEMA

Cita: Gomez Cuellar, Nicole (2026), Sistema KOSMOS: organización modular, Universidad El Bosque, p. N. https://hdl.handle.net/20.500.12495/20110