Pruebas que duran apenas unos minutos, pero que de ellas depende el éxito o el fracaso de una misión espacial, la supervivencia de un satélite o la comodidad de un automóvil, es lo que hace el doctor Luis Álvaro Montoya Santiyanes en el Laboratorio de vibraciones, de la Unidad de Alta Tecnología (UAT) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Campus Juriquilla.
El Laboratorio de vibraciones, explica, pertenece al Laboratorio Nacional en Ingeniería Espacial y Automotriz (Ingea). En el lugar ofrecen servicios a la industria con pruebas de vibraciones mecánicas y otros temas relacionados a la acústica. Cuentan con pruebas de barrido senoidal, de vibración aleatoria, pruebas de choque y pruebas de búsqueda y permanencia de resonancia que se usan para ensayo de fatiga, entre otros.
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Asimismo, en el laboratorio hay estudiantes de licenciatura y posgrado haciendo sus estadías profesionales y servicios sociales. Muchos de los cuales están vinculados con empresas asentadas en Querétaro. Además, los alumnos desarrollan proyectos de investigación.
“Cuando se hacen despliegues de satélites normalmente tienen que pasar por pruebas de certificación o calificación. Lo que significa es que cuando los satélites se van a lanzar, van almacenados en un cohete, para luego ser desplegados, se enfrentan a condiciones fuertes de excitación por condiciones aerodinámicas, por choques acústicos, por vibraciones mecánicas, y entonces lo que tratamos de hacer aquí es replicar esas condiciones en laboratorio.
La idea es que ese satélite antes de ser lanzado supere ciertas pruebas. Estas pruebas normalmente las solicitan las agencias espaciales. Si quieres lanzar un satélite, quitando muchas protocolarias, administrativas y legales, en la parte muy técnica te van a solicitar que superes ciertas pruebas y entre ellas está la prueba del laboratorio de vibraciones”, indica.
Añade que regularmente son pruebas de vibración aleatoria, que consisten en poner a vibrar, a “sacudir” a diferentes intensidades y en diversos rangos de frecuencias. En el laboratorio tienen la capacidad de probar satélites del estándar UPsat, de hasta seis unidades, dependiendo de las condiciones que la agencia espacial requiera.
“La idea es que [el satélite] no falle. Maltratarlo, pero que lo supere. Posteriormente a las pruebas, se les hacen revisiones, que los componentes no se agrieten, no se suelten, porque las vibraciones suelen aflojar componentes, los famosos sistemas de sujeción.
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Tenemos también convenios con la industria automotriz para probar componentes de los interiores de la cabina y llevarlo a la emisión del ruido que hacen, por sometimiento a vibraciones. También probamos componentes electrónicos, como celdas de baterías, como fuentes de poder, también asociadas al ramo espacial y al ramo automotriz, con la intención de que afecte sus condiciones de carga y descarga”, precisa.
Tras las pruebas se verifica que funcione correctamente, para tener una calificación aprobatoria en la etapa de diseño.
También tienen proyectos de investigación para hacer sistemas de aislamiento de vibraciones, probar nuevos materiales, nuevas aleaciones.
Actualmente, comenta, se trabaja en un proyecto con nuevas aleaciones, con el fin de que sean usados en naves supersónicas. Normalmente cuando se hacen pruebas de laboratorio para ese tipo de componentes se tienen que considerar vibraciones inducidas por la aerodinámica que son intrínsecas de la velocidad supersónica, y por los motores. En este momento, en el laboratorio hacen pruebas para ese tipo de componentes.
Los materiales probados ya dependerán de las agencias, que quieran verificar nuevas aleaciones o materiales.
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“Lo que tratamos de hacer en el este laboratorio es diseñar la prueba lo más justificada posible, en términos de normatividad o de alguna certificación que se quiera lograr”, precisa.
Comenta que un proceso complicado dentro de las pruebas de vibración es crear los sistemas de sujeción, que deben ser hechas a medida de cada uno de los materiales o piezas que se probarán, lo que lleva más tiempo para su diseño, pues las pruebas como tal apenas tienen una duración de unos cuantos minutos.
“El tiempo de la prueba dependerá de la necesidad. Como son bastantes agresivas, y luego como son sobre componentes o modelos de vuelo, ya van con componentes muy delicados y muy caros, y normalmente son pruebas que están en los rangos de minutos.
Pero tú puedes diseñar la prueba dependiendo lo que se necesite. Eso dependerá de las limitaciones de los equipos, porque los equipos necesitan refrigeración para mantenerse trabajando continuamente. Hemos hecho pruebas con más tiempo, pero en ámbito aeroespacial son cuestión de minutos”, abunda el especialista.
Aunque poco conocidas, las pruebas de vibración son esenciales para el éxito ya sea de misiones espaciales, o para la comodidad de los ocupantes de un vehículo, aunque su potencial es amplio, pues uno de los nuevos campos que se puede explorar es la medicina.