Científica chilena inventó algoritmo para identificar daños en aviones, helicópteros e incluso estructuras aeroespaciales

Pese a que la palabra “materiales compuestos” puede sonar a algo desconocido y ajeno a la mayoría de las personas, lo cierto es que son extremadamente comunes. Se pueden encontrar tanto en artículos deportivos (raquetas, bicicletas) como en estructuras gigantes como los aviones o los barcos.

Su principal virtud es que, al juntar dos o más materiales, obtenemos un producto que supera las condiciones de resistencia, peso o flexibilidad que tienen sus materiales originales.

En la industria aeronáutica son muy usuales. Por ejemplo, las aspas de un helicóptero necesitan ser livianas para poder volar, pero también rígidas para que no se rompan por el movimiento y la velocidad de la aeronave.

Sin embargo, es muy común que sufran golpes en el aire y, al ser construidos por capas, identificar si han sufrido algún daño puede ser un proceso complejo, caro y lento.

Es por esto que la directora del Departamento de Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile y subdirectora del Instituto Milenio de Metamateriales, Viviana Meruane, encabezó un estudio que permitirá eventualmente disminuir las pérdidas materiales y humanas en esta materia.

A partir de su investigación publicada en la revista científica Structural Control and Health Monitoring, se puede predecir el daño en los materiales compuestos que se utilizan en aviones, helicópteros, turbinas eólicas, barcos e incluso estructuras aeroespaciales.

Ella explica que se trata de materiales que “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“.

Actualmente, los daños en este tipo de materiales no necesariamente son visibles bajo inspecciones convencionales. Existen métodos como el escáner de ultrasonido, que son efectivos pero muy lentos. “Nosotros por nuestra parte proponemos un método basado en las vibraciones“, explica la ingeniera.

Su fórmula consiste en “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”.

A partir de pruebas realizadas durante cuatro años, su equipo creó un algoritmo que identifica cambios abruptos en estas vibraciones. En este trabajo participaron el ingeniero italiano Giuseppe Petroni de la Universidad Felipe II de Nápoles, y los académicos chilenos Rafael Ruiz y Enrique López.

Meruane adelanta que “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”.