CONTRADICCIONES TÉCNICAS Y FÍSICAS - Lección 3

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Las contradicciones técnicas y físicas son piedras angulares de TRIZ. La formulación de la Contradicción Técnica ayuda a entender mejor la raíz de un problema y averiguar más rápido la solución exacta para este problema. Si no hay ninguna contradicción técnica entonces no estamos ante un problema inventivo (no es un problema TRIZ).

Los tres problemas domésticos, que fueron descritos en la lección anterior, sobre el clavo, el cajón y la nevera, tienen soluciones bastante sencillas y tenemos todo el conocimiento necesario para conseguir estas soluciones. Pero ahora mismo, no podemos ver estas soluciones simples porque pueden haber aparecido dificultades en nuestro pensamiento durante el proceso de la búsqueda de una solución. ¿Qué tipo de dificultades tenemos?

Por ejemplo, algo como esto:
- Para vencer la rotación del clavo en la pared, podemos proponer de hacer el clavo con una forma de sección no circular. ¡Pero todo el proceso de producción de estos clavos debería cambiarse para fabricar esta nueva forma y sería muy caro!
- Para mejorar del deslizamiento entre el cajón de madera y su apoyo, podemos proponer, por ejemplo, utilizar rodillos entre ellos. ¿Pero cómo hacer esto de forma sencilla para un cajón ya existente?
- Para medir la fuerza de contacto del sello de la puerta y chasis de una nevera, podemos utilizar algunos sensores electrónicos especiales entre ellos. ¿Pero qué tipo de sensores necesitamos y como conseguirlos?

De esta forma tenemos situaciones en las que los conceptos de una solución conducen a consecuencias fatales: rehacer un proceso industrial para una clavo no circular, la complejidad de diseño de del cajón de madera, o el impracticabilidad de utilizar sensores especiales para una sola medida en una nevera específica. Cuando tenemos tales problemas aparece la sensación de insolubilidad. Hemos desarrollado una contradicción técnica. Esta contradicción es un conflicto entre características dentro de un sistema: la mejora de un parámetro del sistema conduce al empeoramiento de otro parámetro, como se ha indicado para nuestros ejemplos en la tabla siguiente:

Comenzamos a pensar que estos problemas no tienen ninguna solución buena o sencilla. Intentamos resolver los problemas utilizando una solución de compromiso o no solucionarlos de ninguna manera. La razón de esta conclusión es una característica de nuestra mente, que se apoya en la sencilla lógica de evitar situaciones conflictivas. A consecuencia de esta situación paradójica, tenemos todo el conocimiento necesario para solucionar problemas pero no sabemos aplicar este conocimiento. Por lo tanto, en el caso de una contradicción, el pensamiento lógico habitual se hace improductivo. Tenemos que utilizar otro proceso de pensamiento lógico para resolver la contradicción.
 
¿Cómo solucionar problemas con contradicciones sin acudir a soluciones de compromiso?
 
TRIZ recomienda que NO evitemos las contradicciones. Hasta utiliza la lógica inversa: ¡encontrar la contradicción e intensificarla! La contradicción técnica realmente no soluciona un problema, pero muestra una dirección mental poderosa hacia conceptos de solución excelentes que pueden resolver la contradicción. En nuestros problemas de muestra, esto significa que deberíamos:

- asegurar la buena fijación del clavo en la pared sin empeorarse su fabricación
- mejorar el deslizamiento del cajón sin aumentar la complejidad de diseño y
- obtener información confiable sobre el contacto entre sello de la puerta y el chasis de la nevera sin pérdida de tiempo y sin aplicación de sensores especiales y aparatos complicados.



Hemos de intentar este acercamiento para solucionar problemas. Utilizando las contradicciones técnicas en nuestros problemas de la tabla anterior, podríamos utilizar dos metodologías. Un camino es resolver nuestra contradicción con la aplicación de los 40 Principios Inventivos1 y obtener algunas recomendaciones específicas para vencer contradicción. Altshuller identificó 40 Principios que podrían utilizarse para eliminar contradicciones técnicas. También identificó 39 características de Sistemas Técnicos que pueden utilizarse para desarrollar y describir una contradicción técnica. Esta técnica será considerada detalladamente en la 7a lección cuando estudiemos la aplicación de los principios inventivos.

El segundo camino, es transformar la contradicción técnica en una contradicción física y solucionar esta tarea en el nivel físico. Para vencer una contradicción física, hay cuatro principios "físicos" y una base de datos de fenómenos y efectos físicos.
 
Para la solución de problemas, la formulación de una contradicción física tiene el formato: “dado el elemento del sistema debería tener la característica ‘A’ con el fin de realizar la función requerida (para solucionar problema) y este elemento debería tener la característica ‘no A’ a fin de satisfacer limitaciones existentes y exigencias”.

Las contradicciones técnicas están relacionadas típicamente con propiedades del sistema técnico completo,  pero las contradicciones físicas están relacionadas con propiedades físicas de una característica/propiedad de un elemento del sistema. La tabla siguiente proporciona algunos ejemplos para estas clases de contradicciones.

Las contradicciones aparecen en el proceso cuando se elaboran los requerimientos técnicos de mejora de un sistema existente. Un concepto importante a recordar es que en la base de cada contradicción técnica podemos encontrar una razón física de la contradicción. Casi todas las contradicciones técnicas pueden ser transformadas en una contradicción física correspondiente. Cuando transformamos nuestra contradicción técnica a una física, definimos un problema físico específico que se soluciona fácilmente con la aplicación de principios "físicos" y los efectos físicos, químicos y geométricos junto con otros fenómenos.
 
Cuando tratamos con una contradicción física conocida, uno puede utilizar uno de los cuatro Principios de Separación para vencer este tipo de la contradicción:

Como se ha mencionado antes, una contradicción física es un conflicto entre dos exigencias físicas mutuamente excluyentes en una misma característica de un elemento del sistema. Para formular una contradicción física, deberíamos determinar la característica contraria requerida en un elemento del sistema. Cuando hemos identificado estas exigencias contrarias, tenemos que separarlas y eliminar el área de intersección de su interacción (ver esquemas más abajo). Si las exigencias están siendo separadas a tiempo sus proyecciones en el eje del tiempo no deberían tener una superposición. Si separamos exigencias contrarias en el espacio o en el sistema, entonces sus proyecciones en estos ejes no deberían tener ninguna superposición.

	En caso del “problema del clavo”, el clavo en la pared es el sistema entero y la barra del clavo es nuestro elemento con exigencias físicas contrarias. Su “forma característica de corte transversal” o “perfil" es exactamente el aspecto que debería satisfacer las exigencias contrarias. Ya que este perfil debería ser circular y debería ser no circular. Así prácticamente hemos formulado una contradicción física, que tiene el enunciado: “el perfil de la barra del clavo debería ser no circular para eliminar la rotación del clavo en la pared y debería ser circular para preservar la fabricación original del clavo”.
	En caso del “problema del cajón”, el cajón en el gabinete es el sistema entero y sólo la guía del cajón es el elemento relacionado con nuestro conflicto. La superficie de la guía en contacto con el apoyo del gabinete es la zona con exigencias físicas contrarias: debería ser deslizable y no debería ser deslizable (como la superficie de madera original). Entonces la contradicción física en este caso sería: “La superficie de la guía del cajón debería tener una fricción baja para un buen deslizamiento y no debería tener una fricción baja para preservar la superficie de madera original (porque queremos mantenerlo sin cambios)”.
	En el ejemplo del “problema de sellado de la nevera”, el sello de la puerta y la carcasa de la nevera forman el sistema entero. Sólo el sello, más exactamente, está en contacto con la superficie de la carcasa e incluye exigencias físicas contrarias. ¿Qué tipo de característica física puede guardar correlación con un buen contacto entre el sello de puerta y la carcasa? Puede ser el ajuste del contacto. Para obtener información sobre este ajuste de contacto, debería utilizarse un indicador y para vencer la complejidad de medida no debería utilizarse un indicador. Una declaración tan corta de la contradicción física “elemento debería estar y no debería estar” puede utilizarse cuando es dificultoso un enunciado más completo de la contradicción física.

Tabla final con las contradicciones físicas para los ejemplos descritos:

Cuando obtenemos las contradicciones físicas entonces podemos utilizar uno de los cuatro principios de separación para vencer estas contradicciones: separación en tiempo; separación en espacio; transformaciones de sistema y transformación de fase.

	Para el “Prblema del Calvo”, la aplicación del primer principio “separación en tiempo” conduce a la solución conceptual de la separación de exigencias contrarias al perfil de la barra del clavo en el momento de la fabricación del proceso y en el momento de clavar. Podemos proponer el siguiente concepto: durante la fabricación del calvo tiene un perfil circular y mientras se clava el calvo tiene un perfil no circular. ¿Cómo poner en práctica esta propuesta? Podemos proponer  fabricar el clavo estándar, con una barra con un perfil circular y luego, antes de martillar el calvo, aplanamos el perfil con el martillo (ver la imagen). El perfil plano no permite que gire el clavo.
	Podemos solucionar el “problema del deslizamiento del cajón” con el principio de “separación en espacio”. Este principio permite que separemos exigencias contrarias y conduce a la fabricación de una parte de la tabla que se pone en contacto con la superficie de la guía con una capa antifricción y otra parte sin esta capa. Entonces podemos proponer frotar con cera de una vela en dos o tres puntos de la guía (ver la imagen). Esto proporciona una buena fricción entre la guía del cajón y el apoyo del gabinete, debido a la baja fricción de la cera. Además, el grosor de los puntos de cera proporcionan algunos huecos entre la guía sin cera y el apoyo, con lo que estará ausente la fricción en estas áreas. Después de algún tiempo, debido a la fricción, la cera se distribuirá más regularmente entre guía y apoyo y la fricción permanecerá baja. Con estos cambios menores, conseguimos un buen deslizamiento y conservamos nuestro cajón sin grandes cambios.
	¿Cómo resolver contradicción para el “problema del sello de la nevera”? Los indicadores deberían estar y no deberían estar. Para este caso, podemos usar el principio de “transformaciones del sistema”. Para la aplicación de este principio, proponemos utilizar un pedazo de papel carbón entre la puerta y la carcasa. Al colocar el papel, el carbón marca las áreas superficiales con buen  contacto y las áreas con mal contacto se marca mal. Utilizando estas marcas, es posible determinar el sello de la puerta cuando está cerrada sin aplicación de sensores electrónicos caros. Funcionalmente, el contacto de marcas de carbón sirve como un sensor, y nos muestra áreas de contacto entre el sello de la puerta y la carcasa. Y al mismo tiempo esto no es un sensor electrónico. Esta propuesta puede aplicarse rápido, sin pérdida de tiempo y dinero. Obsérvese que utilizando la solución propuesta se satisfizo otra vez ambas partes de nuestra contradicción.

De este modo, obtuvimos soluciones para nuestros problemas que resolvieron las contradicciones definidas así como ambas partes de estas contradicciones. ¿Cuáles son los caminos más eficientes para resolver contradicciones? Uno de ellos es la utilización de recursos existentes de los sistemas a mejorar y sus elementos. La siguiente lección estará dedicada al análisis de recursos y las recomendaciones en la utilización de recursos Sustancia-Campo del sistema en la solución del problema.
 
RESUMEN
Resumiendo esta lección, podemos decir que TRIZ propone la exploración y formulación de las contradicciones técnicas y físicas definidas con fuerza para solucionar el problema. Si no hay ninguna contradicción técnica entonces no se trata de un problema inventivo TRIZ. Las contradicciones técnicas y físicas conducen al mejor entendimiento de la raíz de un problema. Las contradicciones ayudan a revelar más rápidamente la solución exacta para el problema.

Referencias:
40 Principles. Extended Edition. By Genrikh Altshuller. Technical Innovation Center, Worcester, MA, 2005

TRABAJO PRÁCTICO

Prueba. ¿Qué clases de contradicciones técnicas o físicas se describen a continuación?

Con el fin de reducir la vibración y el ruido durante el funcionamiento  de la lavadora es necesario aumentar sus dimensiones totales y peso.

El aumento de la energía de una aspiradora mejoró la calidad de limpieza, pero esto conduce al aumento del ruido y del peso.

La superficie del escritorio debería ser bastante grande para el trabajo cómodo con ordenador y papeles pero debería ser pequeña a fin de ocupar menos espacio en la habitación.

Se trata de utilizar el conocimiento obtenido en esta lección y solucionar un sencillo problema doméstico. A veces una puerta no puede estar cerrada debido una gran fricción con el marco. El modo más fácil de resolver este problema es recortar la puerta de madera en el lugar donde ocurre la adhesión. Sin embargo no es algo bueno para el recubrimiento de la madera. ¿Puede encontrarse otra solución sencilla?

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE RESOLUCCION DE CONTRADICCIONES TRIZ”
	“Problema de la cera”   ¿Cómo deshacerse de la cera que fue derramada por casualidad en el mantel? Si usamos el cuchillo entonces podemos eliminar la cera de la superficie. ¿Pero cómo eliminar la cera dentro de mantel mismo?
	“Problema de las almohadas”   Si se cambia de lugar de residencia con frecuencia, las almohadas y los edredones ocupan mucho espacio. ¿Cómo podemos reducir el espacio ocupado por las almohadas y edredones durante el embalaje?
	“Problema de tamizado”   Si tenemos que tamizar harina en una pequeña cazuela pero sólo tenemos un tamiz grande entonces el problema no es fácil. ¿Cómo llevar a cabo nuestra tarea?