Monitoreo de salud estructural previene fallos en aviones

Disponible en:Medellín11 jul. 2017

 

 
Avión para monitorear salud estructural de aeronaves.

 

Agencia de Noticias UPB - Medellín. Ingenieros aeronáuticos de la Universidad Pontificia Bolivariana crean plataforma que permita el desarrollo de metodologías para el monitoreo de salud estructural en aeronaves.

 

La aviación ha llegado a ser tan segura que un pasajero que tomase un vuelo nacional todos los días tendría que viajar una media de 36.000 años antes de perecer en un accidente mortal”, asegura el estadístico Arnold Barnett en su artículo Seguridad aérea: fin de la era dorada.

 

Joham Álvarez Montoya, estudiante de Ingeniería Aeronáutica de la UPB, expresa que

El 90% de los accidentes en aeronáutica se deben a factores humanos, es decir, errores asociados con las personas que pilotan y operan las aeronaves y el 10 % se debe a fallas estructurales”.

 

Para prevenir los fallos en aviones, el  Grupo de investigación en Ingeniería Aeroespacial y el  Grupo de Investigación Desarrollo y Aplicación en Telecomunicaciones e Informática (GIDATI) , liderados por Julián Sierra Pérez, docente de la Facultad de Ingeniería Aeronáutica de la UPB y Leonardo Betancur Agudelo, docente de la Facultad de Ingeniería en Telecomunicaciones, ejecutan desde agosto de 2016 el proyecto: Desarrollo de un sistema remoto de adquisición y transmisión de medidas de deformación en una aeronave con el fin de inferir la integridad de la estructura.

El objetivo principal del proyecto es detectar, a través de un software, si hay un daño en la estructura del avión, ya que

 

las estructuras en materiales compuestos sufren fenómenos de daño que son poco entendidos, todavía no se sabe con certidumbre cuándo se van a dañar, cuándo se van a fatigar, cómo se van a degradar y por lo tanto, la única forma de tener aeronaves seguras y que puedan operar de forma confiable, es instrumentándolas con sistemas que monitoreen en tiempo real”, asegura el docente Sierra.

 

Este proyecto integra tecnologías como los sensores de fibra óptica, la fabricación con materiales compuestos y algoritmos de redes neuronales o machine learning, lo cual “permite detectar daños en una estructura aeronáutica mientras está en operación”, afirma Alejandro Carvajal Castrillón, estudiante de Ingeniería Aeronáutica de la UPB.

Para este proyecto, se diseñó y fabricó un avión no tripulado – UAV-, el cual pesa 11kg y mide 3.50m de envergadura, construido en balso, kevlar, poliestireno expandido y fibra de carbono, “un material estructural aeronáutico más resistente y liviano que el acero”, comenta Julián Sierra.

 

 
Avión para prevenir, monitorear y prevenir fallo de aviones

Monitoreo de salud estructural en aviones podría prevenir fallos

Sensores de fibra óptica en aviones

A esta aeronave se le instalaron 24 sensores de fibra óptica, los cuales tienen aproximadamente el diámetro de un cabello humano. Los sensores fueron ubicados en una de las vigas del avión, “desde la mitad del ala hasta el extremo, en la viga principal. La viga mide aproximadamente 1.50m de longitud y tiene forma de cajón rectangular con una pequeña conicidad”, explica el docente líder del proyecto.

Estos sensores monitorean en todo momento y envían en tiempo real los datos a tierra de cómo se está deformando la estructura, los datos se analizan y a partir del algoritmo de machine learning se determina si la estructura ha sufrido algún daño o está en su estado sano o sin daño, lo que va a permitir agilizar las programaciones de mantenimiento, prevenir accidentes y reducir costos.

Según los estudios que realizó el docente Sierra en su tesis doctoral, se evidenció que los aviones que implementen este tipo de metodologías de detección de daño en tiempo real, podrían incrementar considerablemente su confiabilidad,

Con las diferentes pruebas de laboratorio con componentes complejos a escala real que realizamos, y con la metodología que desarrollada, fue posible alcanzar 99% de confiabilidad a la hora de detectar pequeños daños típicos asociados a cada uno de los tipos de estructuras que se ensayaron”, describió Julián.

 

Alejandro Carvajal y Joham Alvarez, asistentes de investigación del proyecto, viajarán en representación del mismo a la 2ª Conferencia Internacional sobre Integridad Estructural que se realizará en Funchal Portugal y al 11º Taller Internacional de Vigilancia de la Salud Estructural que se llevará a cabo en la Universidad de Stanford, California, EE.UU. Además de la participación en la Feria Aeronáutica Internacional 2017 que año tras año se realiza en Rionegro, Antioquia.

Por: Lizeth Castañeda - Agencia de Noticias UPB, AUGE, Escuela de Ingenierías

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