Defensa TFG: Diseño de una celda de carga a mocroescala para sistemas de propulsión de vehículos aéreos de pequeña escala

El señor Luis Pablo Castillo Jiménez presentará los resultados de su trabajo final de graduación titulado «Diseño de una celda de carga a mocroescala para sistemas de propulsión de vehículos aéreos de pequeña escala» el próximo jueves 31 de mayo a las 18:00h en la sala de Audiovisuales 1 ubicada en la primera planta del edificio administrativo de la Nueva Facultad de Ingeniería.

Consite en el diseño y método de construcción para una celda de carga por galgas extensiométricas, para determinar la fuerza uniaxial vertical generada por los motores eléctricos a hélices, utilizados comúnmente en sistemas de propulsión aérea para microvehículos que pertenecen al Laboratorio de Robots Autónomos y Sistemas Cognitivos (ARCOSLab) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica.

El desarrollo de la investigación permite detallar los principales aspectos de diseño, operaciones de manufactura, acabado y planos técnicos indispensables para la construcción de una celda de carga a compresión que exhiba un desempeño satisfactorio acorde con las normas internacionalmente aceptadas. Fue necesario abordar sistemáticamente obstáculos como la gran cantidad de variables mutuamente dependientes, la complejidad de la mecánica del sólido del sistema tridimensional, la escasez de documentación detallada de libre acceso, la realidad del país en cuanto a los métodos de manufactura y posibilidades de financiamiento para investigación, entre otras.

El dispositivo a micro-escala diseñado permitirá realizar mediciones, en condiciones controladas de laboratorio, de las fuerzas verticales producidas por los sistemas de propulsión en vehículos a pequeña escala que utilizan motores eléctricos sin escobillas con hélices. Tales naves multirotor tendrán una masa menor a 6,5 kg. Puntualmente, todas las especificaciones se gestaron acordes con las posibilidades técnicas del taller de la Escuela de Ingeniería Mecánica.

Como requisito para alcanzar el objetivo fue necesario explorar los métodos existentes de medición de cargas mediante galgas extensiométricas de resistencia y su implementación de manera que se pudiese medir, mediante deformaciones unitarias del material de la celda, la fuerza aplicada sobre ella para diferentes estados de esfuerzo simple. Fue necesario investigar la idoneidad del material y sus propiedades bajo esfuerzo, aplicando los conocimientos de mecánica de materiales con el fin de obtener una respuesta estable del módulo.

(Texto e imagen: L. Castillo, 2018)