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 Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile, y subdirectora del Núcleo Milenio de Metamateriales. “Estamos haciendo avances importantes”, sostiene.
Estos materiales juegan un rol muy importante en aviones, helicópteros y otros tipos de estructuras aeroespaciales. "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”, comenta 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, “nosotros proponemos un método basado en las vibraciones”, explica.
El método
“Nosotros lo que proponemos es hacer vibrar los materiales y grabarlos con cámaras de alta velocidad (estamos usando unas de 7000 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", dice.
El equipo creó un algoritmo que busca los cambios abruptos en las vibraciones de los materiales compuestos, desarrollo que tomó cuatro 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”, sostiene la académica. La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Vibraciones Mecánicas del Departamento de Ingeniería Mecánica FCFM. El equipo de trabajo estuvo compuesto además por: Rafael Ruiz, académico del Departamento de Ingeniería Civil y Enrique López, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica, 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”, concluye.
El artículo fue publicado en la revista Structural Control and Health Monitoring.
