Después de meses de desarrollo de productos, Los ingenieros de la Universidad de Nebraska-Lincoln están saliendo de puerto seguro para probar su prototipo en mar abierto.

Con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval de la Marina de los EE. UU., Yongfeng Lu de Nebraska ha desarrollado un sistema láser que previene y repara la corrosión en barcos con costados de aluminio. Después de lograr muchos hitos del proyecto:hacer que el láser sea más portátil, más simple de operar y más seguro que los métodos existentes:su equipo se acerca a su mayor debut hasta el momento.

Este otoño, probarán el láser a bordo de un barco de la Armada en pleno funcionamiento. Es la culminación de un proceso de licitación competitivo; en un grupo con muchos equipos del sector privado, el equipo de Nebraska es uno de los pocos en llegar a la fase de prueba final.

"Soñamos con un concepto de 'astillero en un barco', "dijo Lu, profesor de ingeniería eléctrica e informática. "La próxima prueba es un escaparate de nuestra tecnología y un paso final. Estamos entusiasmados de ver que la ciencia conduce a mejoras de ingeniería que agregan valor al mundo real".

Los barcos de aluminio son fuertes, pero las condiciones en el mar, incluida la exposición prolongada al agua salada y al sol, puede resultar en corrosión y grietas. Para hacer reparaciones, las tripulaciones deben regresar a un astillero, donde se retiran las placas dañadas y se sueldan las nuevas en su lugar.

"Esta tecnología tiene el potencial de ahorrarle a la Marina millones de dólares en tiempo de astillero, así como tiempo perdido en el mar, "dijo Airan Perez, Oficial de programas de ciencia y tecnología de control y corrosión en la Oficina de Investigación Naval. "A medida que la Armada expande su flota de barcos con casco de aluminio, esta tecnología será cada vez más importante ".

El láser de Nebraska trata el aluminio calentando áreas específicas, un proceso que refuerza los límites microscópicos alrededor de las nanopartículas de aluminio, que tienen más probabilidades de corroerse.

Es lo suficientemente pequeño como para colgarlo de un trípode de cámara y se conecta a un controlador del tamaño de una caja de zapatos con un cable de fibra.

El láser genera su rayo dentro del cordón de fibra sin usar espejos sensibles, haciéndolo más robusto cuando se opera fuera de un entorno de laboratorio controlado.

"Queremos que nuestro láser funcione mientras un barco está en funcionamiento, porque reduce tiempo y costo, "Dijo Lu." Esto también significa que tenemos que hacer que nuestro sistema sea muy ligero, que es donde otros métodos se quedan cortos ".

Para lograr un sistema ligero, el equipo almacenó todos los programas operativos en microchips en lugar de una computadora, un proyecto complejo de ingeniería eléctrica que resultó en un pequeño, prototipo fácil de usar.

Las personas que operan el láser solo toman algunas decisiones, como seleccionar el grosor y el tipo de material, y velocidad de procesamiento deseada. Con estas entradas, el sistema luego selecciona una de aproximadamente 30 "recetas" preprogramadas con longitud de onda láser variable, poder, frecuencia, tamaño del punto de haz, velocidad de escaneo, tono y más.

"Es más sencillo que usar un teléfono celular, con solo unos pocos botones para presionar, ", Dijo Lu." Estamos tratando de minimizar la carga para el usuario ".

Como parte de su proceso de desarrollo de productos, el equipo está trabajando con NUtech Ventures, la filial de comercialización de tecnología de la universidad, que ha presentado una solicitud de patente para la tecnología. El equipo de investigación también sigue las tendencias del mercado y monitorea las empresas relevantes, que influye en la dirección de su investigación.

Cuando el equipo comenzó a investigar para su prototipo actual, el láser que necesitaban aún no estaba disponible comercialmente. Pero continuaron desarrollando los principios de ingeniería subyacentes para su solución mientras esperaban el producto comercial. Según Lu, este enfoque les ayuda a mantenerse a la vanguardia de la innovación y seguir siendo competitivos en cuanto a oportunidades de financiación.

"Desarrollamos procesos basados ​​en láseres que estarán disponibles en el futuro, lo que nos da una ventaja, "Lu dijo." Con nuestra investigación, siempre habrá nuevos materiales y nuevos barcos saliendo. Una buena solución de ingeniería tiene que evolucionar con la tecnología y las necesidades del usuario ".

Entrenando a la próxima generación

La mentalidad de Lu centrada en el futuro se extiende a su laboratorio, que incluye estudiantes que van desde la escuela secundaria hasta la escuela de posgrado. El laboratorio alberga a dos o tres pasantes de la escuela secundaria cada año; estos estudiantes trabajan directamente con láseres y aprenden cómo los láseres modifican superficies a nanoescala.

"Hemos sido elogiados por el Departamento de Energía de EE. UU. Por nuestra capacidad de presentar a los estudiantes de secundaria las carreras de ingeniería y los programas de posgrado, ", Dijo Lu." También nos enfocamos en dar a los estudiantes de pregrado la exposición a diferentes campos y ayudarlos a responder:¿Qué significa ser un programador o un ingeniero óptico? "

Estudiantes de posgrado, especialmente los estudiantes de doctorado del laboratorio, asumir roles de liderazgo:gestión de proyectos, facilitando el trabajo en equipo y ayudando a construir un ambiente de trabajo positivo. Lu también enfatiza la capacitación en comunicación para estudiantes graduados, que aprenden a escribir actualizaciones periódicas para las agencias de financiación y a discutir el progreso durante las teleconferencias.

"Nuestro laboratorio tiene muchos proyectos en marcha a la vez, y los estudiantes son los líderes, ", Dijo Lu." Necesitamos aún más líderes en este tipo de ciencia y tecnología, pero creo que el futuro es brillante ".