Uma equipe de engenheiros graduados da UC San Diego descobriu um método que pode tornar os materiais mais resistentes a choques massivos, como terremotos ou explosões. Os estudantes, realizando pesquisas no laboratório de engenharia estrutural da Professora Veronica Eliasson, usou um tubo de choque para gerar explosões poderosas dentro do tubo - a Mach 1,2 para ser exato, significando mais rápido do que a velocidade do som. Eles então usaram uma câmera de ultra alta velocidade para capturar e analisar como os materiais com certos padrões se saíam.

Pesquisas anteriores do laboratório de Eliasson mostraram que os obstáculos dispostos em uma espiral logarítmica - imagine uma cápsula Nautilus girando e girando - eram mais capazes de diminuir a energia de uma onda de choque e reduzir o dano geral do que quando dispostos em outros padrões. Os alunos deram um passo adiante, testar se o corte de três ranhuras em cada lado de seus materiais de obstáculos retangulares seria um atenuador ainda melhor do choque quando comparado com obstáculos semelhantes dispostos em uma espiral logarítmica, mas sem ranhuras.

Eles descobriram que essas ranhuras de fato diminuíram os impactos do que é chamado de onda de choque refletida - uma vez que a onda inicial atingiu a espiral de obstáculos e se recuperou. Os resultados foram inconclusivos para a onda de choque transmitida inicial. Os alunos de graduação relataram suas descobertas no jornal Modelagem Multidisciplinar e Multidisciplinar, Experimentos e Design .

"Esta pesquisa pode ser usada em aplicações militares e civis também, projetar materiais e edifícios para melhor resistir a explosões de alta intensidade, "disse Christina Scafidi, um dos autores do artigo e graduado em engenharia estrutural em 2019.

Scafidi está estagiando para DCI Engineers em San Diego neste verão, antes de retornar à Jacobs School of Engineering para obter um mestrado em engenharia estrutural neste outono.

"A indústria de carvão teve muitos acidentes fatais e acreditamos que esta pesquisa apresenta um caso forte para proteger os trabalhadores de ondas de explosão que podem se propagar facilmente por toda uma mina de carvão, "acrescentou Alexander Ivanov, recém-graduado em engenharia aeroespacial e co-autor do artigo. "Se toda a parede da mina de carvão pudesse ser revestida com esses sólidos obstáculos geométricos, pode ser uma forma barata de proteger todos os trabalhadores da mina. "

Ivanov, Scafidi, Nicolas Fassardi e Tal Shemen, todos os alunos de graduação em engenharia que se formaram em junho, teve que organizar meticulosamente os experimentos das ondas de choque, certificando-se de que não apenas os materiais foram alinhados corretamente e o tubo pressurizado exatamente da maneira certa, mas também garantindo que o espelho e o sistema de lentes que eles usaram para capturar os resultados na câmera de alta velocidade estivessem no lugar, também.

Os alunos iriam para o laboratório no início da manhã para tentar realizar seus experimentos com o mínimo possível de pessoas no prédio.

"Todos os dias chegávamos ao laboratório muito cedo porque usar o tubo de choque era muito alto - cria essa reverberação que é alta mesmo com proteção de ouvido ligada, "Scafidi disse." Então nós faríamos testes antes que a maioria das pessoas entrasse. "

Alguns dos alunos, como Scafidi e Fassardi, esperavam se envolver em pesquisas como alunos de graduação, embora nenhum dos dois esperasse que eles fossem capazes de fazer isso no segundo ano, que foi quando eles começaram a trabalhar no laboratório de Eliasson.

"Eu planejava me envolver em pesquisa como estudante de graduação, mas esta oportunidade veio mais cedo do que eu esperava, como eu ainda tinha dois anos restantes da minha graduação e pensei que seria um melhor candidato a pesquisa no ano seguinte, "disse Fassardi, estudante de engenharia aeroespacial. "No entanto, esta oportunidade foi perfeita porque nosso artigo foi publicado apenas duas semanas após a formatura da faculdade!"

Fassardi estará trabalhando para a Lockheed Martin Space em Sunnyvale a partir de agosto.

"Eu queria entrar para um laboratório, mas não sabia que, para se formar em engenharia estrutural, havia tantas opções, "Scafidi disse." Eu pensei que seria principalmente um design civil. Então, ingressar no laboratório de Eliasson me mostrou que você pode adaptar seu diploma para muitas outras coisas - pesquisa sobre ondas de choque, monitoramento de integridade estrutural. Posso usar o que aprendi em seu laboratório ao longo da minha carreira. "

Para Ivanov, que não tinha planejado fazer pesquisas, a experiência foi desafiadora, recompensador, e, em última análise, influente - ele credita o trabalho no laboratório de Eliasson com sua decisão de buscar um diploma de pós-graduação. Ele vai voltar para a UC San Diego no outono para fazer um mestrado em engenharia mecânica e aeroespacial.