Investigadores de la Universidad de Strathclyde han desarrollado un sensor de ultrasonidos para detectar grietas peligrosas en estructuras como motores de aviones, oleoductos y gasoductos y plantas nucleares, con inspiración del mundo natural.
El dispositivo, conocido como transductor, identifica defectos estructurales con frecuencias ultrasónicas variables y supera los límites de otros dispositivos similares, que se basan en estructuras rígidas y tienen rangos estrechos. Se cree que es el primer dispositivo de su tipo enel mundo.
El transductor desarrollado en Strathclyde tiene una estructura más flexible, basada en un fenómeno natural conocido en matemáticas como fractales. Se trata de formas irregulares que se repiten repetidamente para formar objetos como copos de nieve, helechos y coliflores, haciendo que su estructura parezca más compleja de lo que parece.a menudo lo es. El mismo concepto también se encuentra detrás del sistema auditivo de los animales, incluidos los murciélagos, delfines, cucarachas y polillas.
El Dr. Tony Mulholland, lector del Departamento de Matemáticas y Estadística de Strathclyde y co-investigador del proyecto, dijo: "Las formas fractales y las ondas sonoras se caracterizan por tener características geométricas en una variedad de escalas de longitud. Sin embargo, los transductores artificiales tienden atener una geometría muy regular, similar a un tablero de ajedrez, y esto restringe nuestra capacidad de usar esta tecnología para encontrar grietas y fallas en estructuras donde la seguridad es crítica.
“La razón por la que los transductores todavía se fabrican de esta manera es principalmente histórica; generalmente los fabricaba un ingeniero cortando con una sierra y su diseño se realizaba tradicionalmente mediante la fabricación, pero ahora, con la impresión 3D, la fabricación de computadoras y más tecnología láser, el transductorque hemos diseñado es cada vez más viable.
“Sabemos que si podemos enviar ondas sonoras que son complicadas y tienen diferentes frecuencias, podemos trabajar para simular lo que hace la naturaleza. Si hay defectos en una planta nuclear o un oleoducto, podríamos detectar grietas que tienenuna gama de tamaños y hacerlo en una etapa temprana.
“Este dispositivo no solo puede mejorar la seguridad, sino también ahorrar una gran cantidad de dinero, ya que la detección temprana significa que las inspecciones no tienen que realizarse con tanta frecuencia. Esto es algo que la industria nos dice que necesita y estamos respondiendo a esonecesitar."
El Dr. Mulholland fue asociado en el estudio por Ebrahem Algehyne, un estudiante de investigación en el Centro de Ingeniería Ultrasónica de Strathclyde.
La investigación ha sido publicada en IMA Revista de matemáticas aplicadas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Strathclyde . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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