Ingenieros de South Dakota Mines ganan segundo lugar en concurso nacional de puentes con diseño compuesto ligero

South Dakota School of Mines and Technology (Rapid City, SD, EE. UU.) anunció el 14 de agosto que los estudiantes obtuvieron el segundo lugar en el Concurso Estudiantil de Puentes 2018 de la Sociedad para el Avance de la Ingeniería de Materiales y Procesos (SAMPE, Diamond Bar, CA, EE. UU.), diseñando un puente que pesa solo 12,5 onzas y puede soportar una carga de 2.000 lb.

Los estudiantes de Mines diseñaron el puente usando un material de lámina compuesto propietario inventado por un equipo de investigadores en el Centro de Fabricación Avanzada de Compuestos y Nanocompuestos (CNAM) y el Laboratorio de Ingeniería de Compuestos y Polímeros (CAPE) de Mines. Al unir el material único CNAM, llamado Lámina Termoplástica de Fibra Discontinua (DiFTS), a la parte superior e inferior de un núcleo de panal ligero en una proporción de espesores adecuada, los estudiantes pudieron ingeniar las propiedades de la estructura laminada de sándwich para cumplir los requisitos de carga de la competencia, manteniendo una densidad global baja. El material DiFTS incorpora fibra de carbono corta reciclada embebida en una matriz termoplástica, donde la distribución uniforme de fibra, alineación significativa de fibra, retención efectiva de longitud de fibra y encapsulación completa de fibra resultan en propiedades de alto rendimiento usando un proceso de bajo coste.

"No es que CNAM haya desarrollado un super-material; es que desarrollamos un compuesto de alto rendimiento, ambientalmente sostenible y de bajo coste que puede ser ingenierado demostrablemente para cumplir requisitos de carga exigentes, y que compite muy favorablemente contra compuestos de fibra de carbono tradicionales de alto coste", dice el asesor del equipo, Profesor David Salem, Ph.D., director del Centro CNAM y el Laboratorio CAPE.

El equipo de puentes de SD Mines incluyó a Matthew Phillips, estudiante senior de matemáticas e ingeniería mecánica; Schmid, estudiante de doctorado en el Programa de Nano Ciencia e Ingeniería; y Krishnan Veluswamy, estudiante de doctorado en el Programa de Ingeniería y Ciencia de Materiales, quien también ganó el Premio de Experiencia de Liderazgo Universitario Internacional SAMPE 2018. "Es emocionante que este puente se hiciera con materiales internos desarrollados en Mines", dice Veluswamy. "Este tipo de material tiene aplicaciones industriales en general, desde artículos deportivos hasta automóviles y aviones, porque es fuerte, ligero e económico de fabricar."

Un centro hermano —el Centro de Biomateriales CNAM (CNAM-Bio)— se ha lanzado recientemente en SD Mines y está emprendiendo investigación en plásticos biodegradables basados en plantas, biofibras naturales y biocompuestos que podrían algún día fusionarse con esta tecnología, mejorando aún más la sostenibilidad ambiental de DiFTS.