La investigación fue publicada en el último número de la revista Structural and Multidisciplinary Optimization. En el desarrollo participaron investigadores de la Universidad de Chile y de la Universidad Santa Catarina de Brasil.

 “Un metamaterial es un tipo de material inteligente cuyo diseño le da utilidades impresionantes a un material normal. Nosotros diseñamos un metamaterial que gracias a su arquitectura interior genera una amplia barrera ante las oscilaciones, ello nos abre un amplio abanico de oportunidades y potenciales aplicaciones en cosas tan diversas como: carroceria de autos, la roda de los barcos o el fuselaje de naves espaciales”, explica Viviana Meruane, investigadora del Núcleo Milenio de Metamateriales y directora del Programa de Innovación en Manufactura Avanzada (IMA+).

La calidad va por dentro

La vibración puede dañar componentes, estropear las uniones entre partes y debilitar fuselajes, es por eso que el tema de las vibraciones es clave en la mecánica de las cosas. “Nosotros desarrollamos un método que define propiedades geométricas maximizando la banda de frecuencias donde se aíslan las vibraciones”, continúa la también Directora del Departamento de Ingeniería Mecánica FCFM de la Universidad de Chile.

La propuesta tecnológica busca aislar las vibraciones provocadas por fuentes externas. “Introdujimos materiales basados en estructuras celulares tipo celosía (forma de rejilla). Estos materiales modernos con arquitecturas complejas y propiedades a medida, mostraron una mayor eficiencia estructural que los materiales tradicionales. Además de ser livianos, pueden exhibir propiedades de aislamiento de vibraciones sin precedentes”, añade la también líder de IMA+

Un abanico de posibilidades

La investigación, se desarrolló durante 12 meses, y tuvo como primer autor  al tesista del Magíster en ciencias de la Ingeniería mención mecánica de la Universidad de Chile, Leonel Quinteros; la Doctora Viviana Meruane, quien fue la académica guía y Eduardo Lenz-Cardoso, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Federal de Santa Catarina, Brasil.

Tanto el material como el problema de optimización se modelaron en el software Matlab. La estructura celular tipo celosía fue modelada utilizando el método de elementos finitos.
El grupo científico buscará profundizar la investigación incorporando diseños que hagan uso de algoritmos de aprendizaje de máquinas (Machine Learning) e Inteligencia Artificial. La continuidad inmediata está asegurada, gracias a que la también Doctora en PhD Ingeniería Mecánica de la Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, a través de concurso Fondecyt 2021, obtuvo financiamiento para desarrollar el  proyecto  titulado: “Optimal design of ultralight sandwich panels with cellular truss cores and large phononic band gaps”.

Los resultados de este trabajo fueron publicados en la revista Structural and Multidisciplinary Optimization con el título “Phononic band gap optimization in truss-like cellular structures using smooth P-norm approximations” (“Optimización de la banda fonónica en estructuras celulares tipo barra utilizando aproximaciones suaves de la norma P”), para ver el artículo científico original revisa el siguiente link https://link.springer.com/article/10.1007/s00158-021-02862-x

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