Este mes, Samsung retiró del mercado 2.8 millones de lavadoras de carga superior debido a vibraciones excesivas que podrían hacer que la parte superior se rompa, un problema que provocó al menos nueve lesiones reportadas. Las vibraciones ocurren cuando las oscilaciones normales de la lavadora quedan atrapadas en resonancia, haciendo que se agite cada vez más fuerte en la frecuencia de resonancia.

Es un problema que no solo afecta a las lavadoras. Puede ser un problema con todo tipo de máquinas que dependen de vibraciones y oscilaciones, como los dispositivos de agitación industrial utilizados para separar grava de diferentes tamaños y otras materias primas, o máquinas de adivinar que aflojan el sedimento pegado en el interior de una botella de champán y facilitan la eliminación de los escombros.

Pero ahora los investigadores han desarrollado un algoritmo que podría ayudar a las máquinas a evitar quedar atrapadas en este movimiento resonante. Usando una combinación de simulaciones y experimentos por computadora, Los investigadores encontraron que al aumentar y disminuir cuidadosamente la velocidad de un rotor, podrían empujarlo más allá de su frecuencia de resonancia. El rotor no se atasca en resonancia como la lavadora defectuosa.

"Nuestro método es análogo a empujar un automóvil de un lado a otro para sacarlo de una zanja, "dijo Alexander Fradkov del Instituto de Problemas en Ingeniería Mecánica, Academia de Ciencias de Rusia. Él y sus colegas describen su nueva investigación esta semana en Caos .

Su método se aplica particularmente cuando se enciende una máquina y el rotor se acelera. A medida que acelera, dependiendo del diseño del resto de la máquina, podría alcanzar una frecuencia resonante. Entonces, el rotor podría quedar atrapado operando a esta frecuencia, lo que podría causar daños o simplemente significar que la máquina no funciona como se diseñó.

Aumentar la potencia del rotor podría empujarlo sobre la joroba, pero eso requiere más energía y una mayor, motor difícil de manejar.

En lugar de, los investigadores encontraron que al aumentar o disminuir la velocidad del rotor en pequeñas cantidades, podían controlar su frecuencia y hacer que pasara la resonancia. Utilizaron una computadora para modelar un sistema en el que dos rotores vibratorios están acoplados. Los resultados de su modelo coincidieron con los de una máquina de dos rotores diseñada para este tipo de experimentos.

Los investigadores también utilizaron análisis matemáticos específicos para mostrar que al controlar un sistema con intensidades arbitrariamente pequeñas, podrían moverlo de un estado de movimiento a cualquier otro estado. Este escenario teórico, involucrando un sistema con un solo grado de libertad y asumiendo que no hay fricción, es importante para comprender mejor la física cibernética:el estudio de cómo controlar un sistema físico, Fradkov explicó.

"Este resultado nos permite ser más optimistas en aplicaciones prácticas, ya que proporciona un algoritmo sobre cómo pasar de una posición a otra con poco esfuerzo, " él dijo.

El siguiente paso, los investigadores dicen, es ver cómo se puede controlar un sistema cerca de resonancias a frecuencias más altas (y por lo tanto energías) y explorar los efectos de diferentes condiciones iniciales.