Realiza simulaciones numéricas, renueva los diseños de estructuras en forma de panal de abeja y los somete a pruebas de compresión.
23 de febrero de 2022
Las estructuras con forma de panal de abeja o honeycomb, son reconocidas ampliamente por ser livianas y rígidas a la misma vez. Tal particularidad ha hecho que la industria aeronáutica y aeroespacial adopte esta estructura y la incorpore en varias partes de sus vehículos.
En la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez, el doctor Marco Menegozzo y varios colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica, han direccionado sus esfuerzos hacia el estudio y modificación de la geometría del honeycomb para optimizar sus propiedades.
“La literatura nos muestra que esta estructura [honeycomb] tiene limitaciones en términos de absorción de energía. Es por esto que hemos estudiado y aplicado nuevas geometrías para que los honeycomb sean más seguros en choques provenientes de varias direcciones. Nuestra investigación está enfocada en el desarrollo de nuevas estructuras que aumenten la absorción de energía, así, durante un choque, la energía que absorbe la estructura no pasa a los pasajeros”, afirma Menegozzo.
El doctor Menegozzo ha investigado este tema durante varios años y, en el 2019, su proyecto New Honeycomb Geometries for Impact Energy Absorption in Aerospace Applications, obtuvo una subvención del Fideicomiso para Ciencia, Tecnología e Investigación de Puerto Rico. La modificación geométrica de los honeycomb ha dado buenos resultados y ya se inició el proceso de obtención de patente.
“Lo más difícil fue modelar numéricamente el comportamiento de la estructura con un material no homogéneo -polímero para impresión 3D-. Tuvimos que trabajar mucho en las simulaciones para variar los parámetros después de haber realizado varias pruebas experimentales”, comenta Menegozzo.
El doctor Menegozzo realiza estas investigaciones junto a su grupo de estudiantes, dos graduados y cinco subgraduados de los Departamentos de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Civil. En el laboratorio comparten sus ideas y colaboran con las simulaciones numéricas y pruebas experimentales.
En su laboratorio diseñan simulaciones numéricas para variar la geometría de los honeycomb. Con estos resultados obtiene la absorción de energía más alta y se hacen tangibles gracias al servicio de impresión 3D Epic Workshop del Dr. José E. Lugo Ortiz del Departamento de Ingeniería Mecánica. Una vez impresos son sometidos a diferentes pruebas de compresión para analizar la absorción real de energía.
“Nuestra prioridad es aumentar la absorción de energía en caso de choques en varias direcciones. Este es un primer paso, luego puede optimizarse según el vehículo. Por ejemplo, podría optimizarse para ser aplicado en naves espaciales, aviones, barcos, automóviles, entre otros. El material debe optimizarse también ya que cada vehículo cuenta con particularidades que le afectan, por ejemplo la carga y las fuerzas con las que interactúa”, reconoce Menegozzo.
¿Quién es el doctor Menegozzo?
Menegozzo llegó hace cuatro años a la Universidad de Puerto Rico, al Departamento de Ingeniería Mecánica. Allí, además de su investigación, ofrece varios cursos en el departamento y en el Minor de Ingeniería Aeroespacial. Algunos de estos son Termodinámica, Estructuras aeroespaciales y Rendimiento de aeronaves.
Marco Menegozzo se crió en un pueblo de Italia de aproximadamente 3,000 habitantes, a una hora de Venecia. Vivió mucho tiempo en los límites de la planicie y las montañas de los Alpes. Allí, entre la naturaleza, sentía que quería explorar todo.
Menegozzo cuenta que desde niño le gustó la ingeniería, la astronomía y la exploración espacial. Su bachillerato y maestría son en Ingeniería Aeroespacial y su doctorado es en Medidas Mecánicas para la Ingeniería y el Espacio, de la Universidad de Padova, Italia.
Habla cuatro idiomas, italiano, francés, inglés y español. Afirma que lo que más extraña de Italia es su familia. No obstante, también expresa en medio de una gran sonrisa, que se siente mejor en Puerto Rico. Se ha enamorado del Caribe, de su cultura latina y de la gente.
“La gente en Puerto Rico me hizo sentir bienvenido, me consideran uno de ellos, entonces es fácil integrarse, son muy buena gente y son más optimistas que en Italia”, comenta Menegozzo.
Además del proyecto de diseño de una nueva geometría para los honeycomb, Menegozzo contribuyo’ con sus compañeros en el desarrollo de una técnica basada en vibraciones para medir la vida a la fatiga de estructuras compuestas tipo sándwich. Esto permite simular de manera costo efectiva los ciclos de carga que las estructuras pueden soportar antes de que se inicie una grieta o colapse un material.
El doctor Menegozzo agradece a su equipo de laboratorio, aquellos estudiantes que le apoyan en las simulaciones y pruebas. Así mismo, a sus colaboradores los doctores Frederick A. Just-Agosto, David Serrano Acevedo y Andres Cecchini Brigi del Departamento de Ingeniería Mecánica. También agradece al Fideicomiso para Ciencia, Tecnología e Investigación de Puerto Rico por la subvención recibida (Catalyzer Research Grant from the Puerto Rico Science, Technology and Research Trust (PRSTRT), grant agreement number 2020-00135)
Por Bonny M. Ortiz Andrade
