Tomenta de ideas para tesis doctoral ingeniería mecánica

[HOOKE]

Hola gente.
Estoy barajando la posibilidad de tirarme a la piscina y ponerme a hacer la tesis doctoral ahora que, desgraciadamente, me parece que voy a tener (al menos una temporada) más tiempo libre.
El caso es que la haría de la mano de un viejo profesor, que está en su mundo y no quiere implicarse demasiado, y me da la posibilidad de que yo elija el tema que me dé la gana.
Esto tiene una parte buena (hacer algo que me guste con poca interferencia externa) pero otra parte bastante mala (si elijo un tema que me lleva a un callejón sin salida, o que ya esté demasiado bien estudiado y no pueda extraer nada original). Requisitos que se me ocurren, a botepronto:

1- La tesis sería en ingeniería mecánica, lo que más me gusta (como sabéis) es el campo de las estructuras, resistencia de materiales, simulación FEM, etc....
2- Debería ser algo abordable desde casa (¿simulación por ordenador?) o desde un pequeño laboratorio, ya que no parece que mi tutor esté dispuesto a implicarse en algo que requiera mucho "movimiento" a nivel experimental.

No sé si a alguien se le puede ocurrir algo. Cualquier idea, por peregrina que parezca, puede ayudarme.
A ver esa tormenta de ideas.
Gracias por anticipado.

[antigravitic_systems]

se me ocurren varias ideas, una por ejemplo diseñar un edificio o estructura vertical anti-terremotos, en la cuspide se me ocurre meter una gran cisterna con agua, ya que los fluidos en reposo tienden a mantener su posición ante una sacudida una gran masa de agua tendería a frenarse ante una oscilación desde la base del edificio amortiguando la onda al crear un desfase de oscilación mecánica, otra posibilidad sería un pendulo con una gran masa en suspensión.....lo podrias fabricar artesanalmente y mediante un vibrador mecánico exponerlo ante los atonitos ojos de tus compañeros por ejemplo esa es una idea, suerte y al toro.

[Petersen]

Como la ignorancia es osada y atrevida, ahí van unas cuantas ideas, rogando se sea condescendiente y no se me mande muy lejos:

Dentro de estructuras, probablemente hay bastante campo en composites.

Supongamos que hay interés en realizar estructuras con calidad madera a la vista, pero que en realidad están hechas de composites con láminas de madera pegadas con resinas fenólicas con cuerpos de poliester y fibra de vidrio o fibra de carbono. El comportamiento del diseño habrá que probarlo y estudiarlo. Una simulación de ordenador es siempre una simulación. Un pequeño laboratorio casero de galgas tensiométricas sobre estructuras miniaturizadas puede dar juego.

Otro campo en composites es inventarse un material y ensayarlo. Por ejemplo una mezcla de cascarillas de almendras o nueces (subproducto de alimentación) y escayola y ver que sale, buscando en estas composiciones dar salida a subproductos abundantes que no encuentran una aplicación, ese sería el interés o excusa del asunto.

Hay muchos tipos de tabiques y últimamente están de moda los de pladur. Un paso más allá es utilizar y modificar materiales buscando de la forma más barata más aislamiento acústico y térmico a los actuales de pladur.

Otro campo es trabajar en materiales de alto coeficiente peso/resistencia, útiles en aplicaciones donde el peso ya viene condicionado, como en ampliaciones de obras que parten de una cimentación y una altura efectuada previamente, o en estructuras de años. Probablemente el bambú como elemento natural tiene muchas más aplicaciones de las actualmente dadas.


Otro campo muy interesante son los prefabricados. Sustituir el encanto del “ladrillo a ladrillo” por estructuras terminadas en fábrica para montaje parece mucho más acorde a los tiempos. Se pueden normalizar estructuras para jugar con ellas variando el diseño final según necesidades, pero partiendo de unos cuantos elementos básicos. Pilares de hormigón pretensado con casquillos de acero para soldar unos a otros, muros de carga de estructuras, paneles con acabados decorativos, vigas capaces de variables luces y sobre eso un conjunto de diseños básicos, como piezas de un juego de arquitectura que varía el diseño final.

Otro campo es el estudio de terrenos poco firmes mediante métodos rápidos de tipo zampeados efectuados mediante compactadoras hidráulicas que afirman estructuras para autopistas o pistas de aeropuerto rápidas en casos de catástrofes o ciertas edificaciones, en tiempos record.

Y siempre queda el análisis de la estructura histórica. Desmenuzar por ejemplo la catedral de Burgos estudiando la estructura usada por el arquitecto medieval a la luz de los conocimientos modernos, sus retos y soluciones, sus aciertos ajustándose milagrosamente al coeficiente de seguridad y sus fallos, solucionados mediante el viejo truco de piedras “ a mogollón”


Con mis disculpas.

[duri]

Otro campo muy interesante son los prefabricados. Sustituir el encanto del “ladrillo a ladrillo” por estructuras terminadas en fábrica para montaje parece mucho más acorde a los tiempos. Se pueden normalizar estructuras para jugar con ellas variando el diseño final según necesidades, pero partiendo de unos cuantos elementos básicos. Pilares de hormigón pretensado con casquillos de acero para soldar unos a otros, muros de carga de estructuras, paneles con acabados decorativos, vigas capaces de variables luces y sobre eso un conjunto de diseños básicos, como piezas de un juego de arquitectura que varía el diseño final.

Otro campo es el estudio de terrenos poco firmes mediante métodos rápidos de tipo zampeados efectuados mediante compactadoras hidráulicas que afirman estructuras para autopistas o pistas de aeropuerto rápidas en casos de catástrofes o ciertas edificaciones, en tiempos record.
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Lo de los prefabricados se está estudiando muchísimo en los últimos años, están saliendo al mercado cada año productos nuevos así que lo veo más difícil.

Hablando de terrenos pues podías tocar el tema de las cimentaciones en caso de terrenos muy blandos, sustituír el uso de pilotes y encepados por algún sistema "flotante".

También se me ocurre el diseño de naves para zonas con una fuerte carga de viento (zonas propensas a sufrir huracanes), en las que trabajes en el campo de los arriostramientos etc.

Y siguiendo la línea de petersen, en la que menciona lo de destripar un edificio histórico, ahora que está tan de moda el ecologismo y el ahorro energético también sería interesante un estudio energético en el que compares las pérdidas de calor en diferentes tipos de fachadas, (como minimizarlas, donde colocar las capas aislantes), frente al gasto energético que supone la fabricación del material necesario para llevar a cabo la obra.

Si en vez de fachadas prefieres tocar el tema de las cubiertas, un estudio similar sería interesante comparando la cubierta tradicional, invertida, tradicional con barrera de vapor...

[Petersen]

Hay otros enfoques. Por ejemplo normalizar estructuras baratas y abundantes para países de bajos niveles económicos, pero abundantes materias primas determinadas.

El bambú crece en ciertas zonas como la mala yerba. Para países pobres, estructuras de bambú con algún recubrimiento barato para durabilidad y resistencia al fuego puede dar juego para escuelas, centros de asistencia sanitaria, casas y edificaciones de abrigo comunitario. Su relación peso/resistencia/calidad/precio es óptima.

Pero al ser una fibra natural, su diferente diámetro, distancia entre nudos y grado de humedad variará bastante, por lo que determinar unos resultados es interesante.

Por otra parte el diseño de un anclaje entre cañas de bambú que sea barato rápido y fiable, es tema complementario interesante, del cual depende mucho de las posibles proporciones y resistencias de las edificaciones.

Puede ser buena materia para ciertas zonas, barato de exportar, y se puede combinar con cable de acero o dacron y lona para dar un conjunto de elementos estructurales con un papel útil.

[HOOKE]

Seguid, seguid,......muy buenas ideas....me habéis encendido un par de bombillas que tenía delante de mis narices y no acertaba a verlas....venga, alguna idea mas....

(Y gracias a todos)

[Petersen]

Un simple problema concreto, por pequeño que sea, si es bien estudiado, es una tesis doctoral. El remache de aluminio con menor peso a igual resitencia es el rey de aviación, y la forma de cerrar remaches ha sido también muy estudiado, dicho a vía de ejemplo.

Supongamos que tengo dos cañas de bambú y quiero valorar un conjunto de diseños para unir las dos cañas. El más barato y resitente es el rey del mambo. Puedo hacer elementos internos "enchufados" de polietileno, o elementos internos de propias cañas de bambú de menor diámetro, mecanizadas con un útil rapidamente en obra. ¿Aguantará la unión tanto como el resto de la caña? ¿Cómo y por dónde parte para poder contrarrestarlo?

La idea más pequeña, si bien estudiada, es una excelente tesis doctoral.

Saludos

[Petersen]

O hacer suelos o paredes de cemento con alto aislamiento térmico y acústico, que no tengan muchas solicitaciones de resitencia estructurales y sean baratas, utilizando por ejemplo bolitas de polietileno huecas amasadas. dará una estructura reticular con determinada resitencia a la compresión, que se puede determinar por ensayo. Poco peso y baratas (el polietileno en bolitas vale menos que el cemento) y aislantes.

Pero hay que cargarlas con una determinada densidad para que no floten mientras fraguan y queden irregulares. Por ello pueden ser perforadas con orificios muy finos que se llenen de agua y/o tener incrustado una bolita de hierro que equilibre, para que al vibrarse no floten o se hundan.

Chorradillas...

[Petersen]

A veces la idea más absurda ha sido ensayada y ha triunfado.

Pullman para sus trenes de lujo quería ruedas silenciosas que permitieran conciliar el sueño pese a los saltos entre rieles. Hicieron ruedas de papel y estuvieron en uso un tiempo.

Un veterinario escocés hizo ruedas huecas llenas de aire, la cosa más absurda jamás oída, y el señor Dumlop inventó el neumático.

Siguiendo la escuela absurda de pensamiento, ¿qué se puede hacer en estructuras con periódicos viejos? por ejemplo...

[jaumegs]

Como curiosidad, puede usarse como sustituto o complemento a los prefabricados el Contour Crafting: un puente grúa del tamaño del edificio a construir cuyo polipasto se ha sustituido por un dispensador de pasta estructural.

Saludos.