Aplicación de métodos de Correlación Digital de Imágenes y enfoques probabilísticos en el diseño de soluciones presurizadas elaboradas con materiales compuestos
Tesis por compendio de publicaciones[ES]La Ciencia y la Tecnología son herramientas indispensables en la
construcción de sociedades modernas. Actualmente se está inmerso en una dinámica
que no sólo persigue encontrar soluciones a problemas cotidianos, si no en un
esfuerzo que busca el avanzar permanentemente en el conocimiento, para afrontar
nuevos retos, buscar nuevas soluciones y mejorar el nivel tecnológico de nuestra
sociedad. Es esta filosofía, la que fundamenta la presente Tesis Doctoral.
Hace años se hablaba de que en algunos campos se estaban alcanzando los
denominados “techos tecnológicos”, pero cuando se estaba cerca de éstos en el campo
de la ingeniería se produce una revolución gracias a la aparición de los materiales
compuestos. Si bien es cierto que la ingeniería actualmente está dotada de grandes
técnicas y herramientas, se tiende a aplicar métodos tradicionales y conocimiento
adquirido a las nuevas situaciones. En el ejemplo planteado, esta actitud no siempre
arroja buenos resultados, dado el complejo comportamiento y la falta de experiencia
en estos nuevos materiales.
Este trabajo, en un afán de progresar en la búsqueda de métodos y soluciones
más adaptados al contexto actual, relativo a los nuevos materiales, y con el objetivo
de encontrar diseños más fiables a la par que económicos, se marca el objetivo inicial
de lograr una sinergia con tecnologías propias de la Geomática; concretamente la
correlación digital de imágenes. Esta técnica proporcionará un mejor conocimiento
del material en su conjunto, a mayores de otras ventajas de índole económica.
Inicialmente el trabajo se centra en comparar y aplicar la citada técnica
geomática para mejorar la caracterización de materiales compuestos aptos para
soluciones presurizadas (recipientes, tuberías, etc). Además, los datos obtenidos
permiten caracterizar el comportamiento variable del material, a través de un enfoque
de tipo probabilístico. Por otro lado, se adaptan los procesos de cálculo numérico al
nuevo enfoque, a la par que se aplican técnicas de análisis sensible en la búsqueda de
obtener los parámetros críticos del diseño. También, se avanza en el tratamiento de
los resultados; lo que constituye el siguiente escalón evolutivo de la ingeniería. Esto
es, pasar de enfoques determinísticos a enfoques probabilísticos, apoyándose en lo
que se conoce como Ingeniería Robusta asistida por métodos subrogados para lograr
definir procedimientos viables de cara a ser transferidos al ámbito industrial.[EN]Science and Technology are indispensable tools in modern Society. Nowadays we
are immersed in a dynamic world of Science and Technology that aims to find
solutions to daily problems, to continuously advance knowledge, meet new
challenges, find new solutions and to improve Society’s Technological level. This
philosophy is the base to the present Ph.D.
Years ago, people thought that some Fields were reaching their
‘technological ceilings’ but when this happened in Engineering, there was a new
revolution thanks to the creation of composites. Although nowadays, it is true that
engineering is supported by great tools and techniques, we still tend to apply
traditional methods and adquired knowledge to new situations. In the current work,
such traditional methods do not always give reliable results, given the complex
behaviour of, and the lack of experience in using these new materials.
This work aims to progress by looking for methods and solutions which are
better adapted to the current context in Engineering, concerning to composites. The
first objective is to achieve a synergy with Geomatic technologies; specifically
Digital Image Correlation. This technique will give a better understanding of
materials as a whole, as well as other economical advantages.
Initially, this work focuses on comparing and applying the cited geomatic
technique to improve the characterization of composites appropriate for pressurised
solutions (containers, piping, etc). Also the data obtained allows for characterising of
the variable behaviour of the material through a probabilistic technique. The
numerical calculus processes are adapted to this new technique and at the same time
are combined with sensitive analysis techniques to obtain design critical parameters.
Also there is an advance in the analysis of the results, that constitutes the next
evolutionary step in engineering; that is, to move from a deterministic focus to a
probabilistic one. This is supported by what is known as Robust Engineering, assisted
by surrogate methods to enable viable procedures to be applied to the industrial
environment
