Un método para predecir el daño en materiales utilizados en aviones y helicópteros

Predecir los daños en los materiales compuestos es actualmente un proceso complejo, caro y lento, pero con algo de ayuda de la ciencia esto podría cambiar. Al menos eso piensa Viviana Meruane, directora del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile y subdirectora del Instituto Milenio de Metamateriales. “Estamos haciendo avances importantes”, explicó.

Estos materiales juegan un rol muy importante en aviones, helicópteros y otros tipos de estructuras aeroespaciales, los cuales “son rígidos pero a su vez livianos, están conformados por capas y su arquitectura interior les otorga capacidades especiales. Desafortunadamente con el pasar del tiempo se deterioran y son difíciles de reparar”, comentó la académica.

Dicho deterioro no necesariamente es visible con una inspección. Actualmente hay métodos para detectar los fallos como los escáner de ultrasonidos, que son buenos pero muy lentos, lo que los hace poco prácticos. Por ello, indicó la especialista, “nosotros por nuestra parte proponemos un método basado en las vibraciones”.

“Nosotros lo que proponemos es hacer vibrar los materiales y grabarlos con cámaras de alta velocidad (estamos usando unas de 7 mil cuadros por segundo, las más rápidas que han llegado a Chile). Un material que esté intacto va presentar movimientos uniformes mientras que uno con daños ocultos -a simple vista- se comportará de manera distinta", detalló la Doctora en Ingeniería Mecánica de la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica.

La directora del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM), Viviana Meruane. (Foto: DICYT)

Al respecto, el equipo creó un algoritmo que busca los cambios abruptos en las vibraciones de los materiales compuestos, su desarrollo tomó 4 años. “En primer lugar realizamos construcción teórica, posteriormente realizamos la medición con sensores y en esta última etapa, gracias a las cámaras, estamos perfeccionado el algoritmo”, explicó.

La investigación se realizó en el Laboratorio de Vibraciones Mecánicas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la FCFM. El equipo de trabajo estuvo integrado además por Rafael Ruiz, académico del Departamento de Ingeniería Civil, y Enrique López, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica, ambos de la FCFM, y por Giuseppe Petroni, investigador de la Universidad Felipe II de Nápoles, Italia.
El siguiente paso

“Lo que viene es usar estructuras altamente realistas, por ejemplo, las aspas de los helicópteros que están hechas de materiales compuestos y que regularmente sufren pequeños daños tras impactar objetos en el aire. Nosotros lo que buscaremos será crear nuestras propias aspas, les provocaremos daños y trataremos de probar nuestro algoritmo”, concluyó la académica. (Fuente: UCHILE/DICYT)