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La duda es la madre del descubrimiento

Ambroise Bierce(1842-1914).
Periodista y escritor estadounidense.
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La hispalense estudia algoritmos matemáticos para prevenir roturas en el fuselaje de los aviones
 
 


Predecir a través de fórmulas matemáticas el momento en que los materiales del fuselaje de un avión, generalmente de fibra de carbono, pueden romperse y evitar fallos fatales, es el objetivo de un grupo de investigación de la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Sevilla liderado por Federico París.

Este equipo estudia a nivel local la generación y propagación de los daños sufridos en los denominados paneles rigidizados (elementos muy comunes que aparecen en las diferentes partes de un avión como el fuselaje) con la intención de aprovechar y conocer, por un lado, la resistencia del material y por otro lado la recuperación de estos elementos estructurales. Este proyecto de excelencia ha sido financiado con 188.536 euros por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía.

“Trabajamos desde hace años con este tipo de material. Antes de que se rompa de forma catastrófica, este proyecto nos ayudará a conocer el nivel de resistencia a través de algoritmos. La relacion carga- peso de la fibra de carbono es la mejor posible, por lo que sería importante saber sus límites”, declaró Federico Paris.

Para ello, el grupo de la Hispalense realizará uniones adhesivas entre materiales y diseñará un programa de reconocimiento que, según París Carballo, “analizará la resistencia en las distintas técnicas de pegado, la influencia de los espesores en laminados, la secuencia de apilado de las placas de material compuesto, el numero de capas en los laminados, la longitud de solape y otros parámetros de carácter geométrico".

"La comparación entre resultados numéricos y experimentales permitirá establecer las características necesarias para modelar con suficiente fiabilidad los mecanismos de fallo, aplicando los resultados en un panel completo para así conocer su resistencia final", comenta Federico París.

Además, con el fin de simular situaciones 'reales' se incluirá el análisis referente a la presencia de daños (fundamentalmente delaminaciones y falta de pegado) sobre la carga última del panel. "De este modo, se podrán generar fórmulas que permitan predecir el inicio del daño de un panel, en función de los parámetros que definen el estado tensional", afirma el responsable del proyecto.

El uso de materiales compuestos en la fabricación de aeronaves ha revolucionado en los últimos años la aeronáutica. Por eso, este grupo de investigación sevillano ha sido respaldado por las grandes empresas aéreas, como Airbus, AEDS y SACESA, que apoyan con especial interés este proyecto, puesto que les será de gran utilidad para la fabricación de paneles rígidos utilizados en las alas y el fuselaje de los aviones, aprovechando la capacidad de carga en régimen de post-pandeo, lo que originará diseños más eficientes en coste y peso.

Gracias a este proyecto, se conocerán con mayor profundidad los fallos propios de las uniones adhesivas y las estructuras laminares fabricadas en materiales compuestos, lo que facilitará la creación de un diseño más económico y fiable de los paneles rigidizados. Por tanto, este estudio proporciona a la empresa un criterio (aplicable incluso en etapas iniciales del diseño) que le permite aprovechar, en mayor medida y con un grado más alto de fiabilidad, el elemento. De este modo, se dota a la empresa de medios y procedimientos para optimizar y recortar los plazos de definición de los productos, base fundamental para alcanzar un alto grado de competitividad.

Trayectoria excelente
El grupo Elasticidad y Resistencia de Materiales tiene una gran experiencia en el sector de la aeronáutica. Incluso ha realizado estudios sobre los materiales compuestos fibrosos que incorporan los aviones de la Agencia Espacial Norteamericana (NASA). Además, el quipo de científicos de la Universidad de Sevilla, ha ensayado y calificado los materiales que componen el avión Airbus 380. Con el gigante aeronáutico, este equipo de trabajo han participado en dos proyectos europeos: Falcon, en el que ha estudiado un nuevo material de fibra de carbono con tejido no-ondulado; y el Proyecto Alcas para diseñar en fibra de carbono las alas de un avión comercial.

En la parcela de materiales metálicos para turbinas, este grupo participa en el proyecto europeo Verdi, liderado por Rolls-Royce y Volvo, para el estudio de procedimientos de soldadura para minimizar deformaciones y tensiones residuales durante la fabricación de elementos de turbinas en la industria aeronáutica.

París ha dirigido en los últimos siete años ocho Proyectos de Investigación financiados por la administración central o la Junta de Andalucía en el ámbito del transporte, entre los que destacan dos proyectos de investigación en materiales compuestos con Airbus y EADS-CASA, financiados por Corporación Tecnológica de Andalucía.

También investiga en el ámbito del transporte ferroviario, principalmente en el Proyecto CENIT, en el que el Grupo de Investigación de la Universidad de Sevilla estudia y rediseña el eje no rotatorio del sistema BRAVA de cambio de ancho de vía. Se trata de reducir el peso, sin perjuicio de la integridad estructural, para poder aumentar la velocidad del tren.

Ya en 1999, Federico Paris fue contratado por NASA-Langley para realizar un estudio de los diferentes criterios usados para predecir el fallo de los materiales compuestos de fibra de carbono, que fue publicado en un informe NASA en el que se proponían estudios para avanzar en el desarrollo de nuevos criterios basados en el conocimiento de los mecanismos de daño de los materiales compuestos.


Martes, 16 Septiembre, 2008 - 06:09
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