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Examinando Departamento de Ingeniería Mecánica por Materia "Absorción de energía de impacto"
(Universidad de los Andes, 2025-08-11) Linares Villalba, José Carlos; Casas Rodríguez, Juan Pablo
Este proyecto se enfocó en el análisis comparativo del desempeño mecánico de materiales tradicionales y estructuras celulares avanzadas aplicadas a sistemas de absorción de impacto en cascos de motocicleta. Se evaluaron tres materiales: poliestireno expandido (EPS), ácido poliláctico (PLA) y poliuretano termoplástico (TPU), empleando estructuras TPMS (Triply Periodic Minimal Surfaces) tipo diamante fabricadas mediante impresión 3D. Las muestras fueron sometidas a ensayos mecánicos cuasi estáticos y dinámicos, incluyendo pruebas de impacto en cascos comerciales. Uno de los cascos fue modificado, sustituyendo parcialmente el EPS por una estructura de PLA tipo diamante.
Los resultados mostraron que las estructuras de PLA presentaron la mayor resistencia y capacidad de absorción de energía, aunque su rigidez elevó ligeramente la aceleración transmitida en impactos. El TPU, por su comportamiento viscoelástico, resultó útil para impactos de baja energía. El EPS, por su baja densidad relativa, se destacó por su eficiencia en impactos moderados. Se concluyó que es posible optimizar el diseño interno de los cascos sin cambiar el material base, mediante la modificación de parámetros como la densidad relativa, el espesor de pared o la implementación de diseños multicapa y gradientes de rigidez. Esto permitiría una absorción más eficiente de energía, reduciendo los riesgos para el usuario en caso de accidente.
