UNLV ha firmado un acuerdo de colaboración de $4.8 millones con el Centro de Investigación y Desarrollo de Ingeniería del Ejército de los Estados Unidos (ERDC) para investigar materiales de origen local y promover la fabricación rápida de estructuras seguras para operaciones civiles y militares en entornos desafiantes en todo el mundo.
El objetivo es generar una base de datos de IA avanzada utilizando datos de experimentos y cálculos de alto rendimiento a múltiples escalas. La base de datos puede proporcionar al público y al Departamento de Guerra sugerencias sobre materiales naturales en diferentes regiones del mundo que se pueden utilizar para fabricar infraestructuras biodegradables y paneles de protección ultraligeros que puedan soportar cargas explosivas e impactos.
Un equipo interdisciplinario, liderado por el profesor de ingeniería mecánica de UNLV Brendan O’Toole, está colaborando con el ERDC, el brazo de investigación y desarrollo del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. El proyecto se lanzó este otoño con la posibilidad de cuatro años adicionales.
Según O’Toole, las fibras de fibra de vidrio son la estructura de refuerzo típica en materiales compuestos para aplicaciones de infraestructura. Pero existen fibras naturales de todo el mundo, como el cáñamo, por ejemplo, que podrían reemplazar la fibra de vidrio en algunas de estas estructuras.
«El cáñamo es un subproducto de una planta que puede procesarse en fibras bastante fuertes», dijo O’Toole. «Se ha utilizado como cuerdas durante cientos de años, pero también podría utilizarse como refuerzo en polímeros para estructuras compuestas.»
El equipo revisará y construirá sobre los datos existentes en todo el mundo para materiales reconocidos, como el cáñamo, pero también podría descubrir materiales menos conocidos que podrían aprovecharse tanto para uso militar como público.
El Ejército de los Estados Unidos prevé operaciones en entornos o ubicaciones cada vez más desafiantes y complejos con logística limitada o redes de transporte. Las operaciones potenciales en estos entornos se prevé que representen un desafío en términos de construcción de instalaciones relevantes que proporcionen refugio para el personal de DOW sin comprometer su seguridad. El uso de materiales de origen local simplificaría esta tarea y reduciría los riesgos y costos asociados con el transporte de suministros utilizados normalmente en las prácticas actuales de construcción.
El programa de investigación de Entornos Operativos e Instalaciones de ERDC y el programa de investigación colaborativa de UNLV comparten objetivos, y este esfuerzo proporcionará a la milicia métodos alternativos para construir de forma rápida y rentable estructuras en ubicaciones remotas utilizando materiales aditivos disponibles localmente.
La investigación incluirá el estudio de formas de mejorar el rendimiento de estos materiales y comprender cómo cambiarían sus características bajo condiciones locales como la exposición al calor, humedad o bacterias.
«El Ejército de los Estados Unidos ya es muy ingenioso,» dijo O’Toole. «Pero parte del proyecto sería determinar qué método de procesamiento funcionaría mejor para estos materiales y sería rápido y eficiente de usar en una instalación de fabricación temporal.»
Si bien la investigación de estos materiales está comenzando, un objetivo a largo plazo del programa de investigación de cinco años potencial es fabricar paneles y evaluarlos estructuralmente. Las instalaciones de pruebas de explosiones únicas en la Universidad de Mississippi se utilizarán a medida que el proyecto avance a etapas posteriores. Otros colaboradores incluyen a la Universidad de Nevada, Reno, y Mako Advanced Materials, una empresa local de fabricación.
La asociación con la empresa local es otra característica única del proyecto, según O’Toole.
«Es una cosa hacer un panel en el laboratorio,» dijo O’Toole. «Pero poder escalárselo para algo que podría hacerse en una instalación de producción en todo el mundo es otra cosa completamente. Estamos emocionados de asociarnos con una empresa local para hacerlo realidad.»
