Modelos matemáticos para estudiar el comportamiento de materiales

Universidad Nacional de La Plata - Facultad de Ingeniería

11 de Junio de 2012 | 4 ′ 52 ′′


Modelos matemáticos para estudiar el comportamiento de materiales


El desarrollo de modelos para comprender los mecanismos de deformación y rotura de los materiales, diseñar nuevos con propiedades específicas, optimizar procesos de fabricación e, incluso, describir fenómenos naturales es llevado a cabo por el doctor Martín Ignacio Idiart, de la facultad de Ingeniería. El desarrollo tiene múltiples aplicaciones, dado que se puede usar para la confección de chapas metálicas para aviones hasta para analizar el movimiento de los glaciares.

Al hacer referencia a la aeronáutica, es factible pensar en el estudio, diseño y construcción de aparatos mecánicos capaces de elevarse en vuelo, así como también en el conjunto de las técnicas que permite el control de las aeronaves. Sin embargo, se trata de una disciplina mucho más amplia que engloba otros aspectos.

En el departamento de Aeronáutica de la facultad de Ingeniería se desarrollan modelos matemáticos para estudiar el comportamiento de los materiales. El trabajo es realizado por el doctor ingeniero Martín Ignacio Idiart, quien con sus modelos, intenta predecir cómo varían propiedades tales como la rigidez, la resistencia o la rotura de un material conforme cambia su microestructura. Se busca, por ejemplo, poder prever el modo en que aumenta la resistencia a la rotura de un polímero cuando se le agregan partículas micrométricas de un material más duro como un metal o un cerámico, o por el contrario, cómo baja esa resistencia ante la presencia de poros.

Qué es la Mecánica racional

“Es una pregunta que hace mucha gente, como si hubiera una mecánica irracional”, señala a Argentina Investiga el ingeniero aeronáutico. “Es una denominación antigua que, probablemente, hayamos adoptado de países mediterráneos como Italia, España y Francia, pero que en otros países como los Estados Unidos y el Reino Unido ha caído en desuso”, agrega.

Según el investigador, la Mecánica es la rama de la ciencia que estudia el movimiento de la materia. En tanto, la Mecánica racional se refiere a una formulación deductiva de la Mecánica basada en principios matemáticos. “Es la base de todas las ciencias de la Ingeniería: campos como las teorías de estructuras y de elementos de máquinas, la resistencia de materiales y la aerodinámica se basan en conceptos y principios propios de la Mecánica racional como la fuerza, la potencia o las famosas leyes de Newton. Es una asignatura troncal y suele resultar muy complicada para los alumnos”, dice.

Mecánica de sólidos

La línea de investigación del ingeniero está relacionada con lo que se denomina Mecánica de sólidos. “Lo que hago es estudiar los mecanismos mediante los cuales se deforman los materiales. Una deformación es un desplazamiento relativo entre puntos que conforman un cuerpo y, por lo tanto, implica un movimiento de materia”, explica Idiart.

De acuerdo a lo que expresa el especialista, resulta importante conocer el comportamiento de un material “porque es precisamente lo que define su utilidad, y al comprender la relación entre los comportamientos y los mecanismos que los originan, uno puede diseñar materiales con propiedades determinadas. Por ejemplo, una aplicación podría requerir un material con una cierta combinación de resistencia a la rotura y conductividad térmica que no se encuentre en los materiales comúnmente utilizados”, indicó. “En ese caso, se puede recurrir a modelos matemáticos para identificar dos o más materiales que, al ser combinados, den como resultado un material compuesto con las propiedades requeridas.”

Por otro lado, los modelos matemáticos desarrollados por Idiart encuentran utilidad en otras áreas de la Ingeniería como la optimización de procesos de fabricación de materiales. Se pueden aplicar al conformado de chapas metálicas para aviones o automóviles o en áreas ajenas a esa disciplina, como la Geología, donde se utilizan para estudiar el movimiento de los glaciares o del manto terrestre.

El doctor Idiart recibió el Premio a la labor Científica, Tecnológica y Artística, en la categoría de Investigador Joven otorgado por la UNLP y cabe mencionar que, con 34 años, se graduó como ingeniero aeronáutico de la UNLP en 2001, se doctoró en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) y de la Escuela Politécnica de Paris (Francia) en 2006, se desempeñó como investigador asistente de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) durante 2007, y finalmente se incorporó como profesor de la Universidad platense en 2008. Idiart es investigador adjunto del Conicet y profesor adjunto de la cátedra Mecánica racional de la UNLP, una asignatura que se dicta para los alumnos de las carreras de Aeronáutica, Mecánica y Electromecánica.

Eduardo Spinola
espinola72@gmail.com
Fuente: Victoria Verza - Facultad de Ingeniería de la UNLP
Dirección General de Comunicación Institucional


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