Acercar la teoría a la práctica en el mantenimiento de aeronaves
Gracias a sus propiedades mecánicas superiores y a su baja densidad, las aleaciones de aluminio se sitúan por delante de otros materiales para su uso en las estructuras aeronáuticas. El aluminio que se emplea en el fuselaje de la mayoría de aeronaves modernas representa aproximadamente el 80% de su peso. En concreto, la aleación de aluminio 2024, de alta resistencia, sigue siendo el material preferente para las zonas más proclives a sufrir daños, en virtud de su resistencia a la propagación de grietas. Las aleaciones de aluminio de resistencia media se utilizan en las zonas en las que es importante que la aeronave sea resistente sin acumular una cantidad excesiva de material. Las aleaciones de aluminio que ofrecen el mayor potencial para su explotación comercial son las aleaciones de Al-Zn-Mg (aluminio-zinc-magnesio) de gran pureza. El objetivo último del proyecto IDA era confirmar que las propiedades teóricas de la aleación de aluminio 2024, ya verificadas empíricamente, pueden transferirse a otras aleaciones. Científicos del «Instituto de Estructuras y Materiales Avanzados» (Grecia), uno de los socios del proyecto, propusieron un nuevo modelo para predecir la velocidad a la que se propagan las grietas de fatiga. Para ello tuvieron en cuenta que la velocidad de propagación depende no sólo de la magnitud de la tensión aplicada, sino también de la morfología de la propia grieta. Asimismo, se asumió que la propagación de la grieta se correspondía con la ampliación de la zona de deformación plástica. A fin de evaluar la vida útil de diversos componentes estructurales aeronáuticos, la deformación plástica localizada se atribuyó a tensiones residuales que se forman en el material próximo a la grieta tras someterse a sobrecargas. La intensidad de la tensión se calculó de forma numérica empleando elementos finitos. Por otra parte, dado que los materiales pueden comportarse de forma muy distinta cuando se someten a cargas cíclicas y monotónicas, se consideraron sus propiedades mecánicas conforme a los resultados de ensayos en los que la carga aplicada se incrementaba y reducía de manera constante. La validez del modelo propuesto se verificó en muestras de aleaciones de aluminio. Los resultados analíticos obtenidos coincidieron con los datos de ensayos prácticos sobre la fatiga. Además, se obtuvo información sobre la evolución de los daños producidos por las grietas en relación a condiciones de mantenimiento difíciles de reproducir en el laboratorio dada la complejidad del espectro de carga.