Un student din Galaţi a proiectat un stand care testează rezistenţa materialelor folosite la construcţia avioanelor

Lucian Jianu Foto: Valentin Trufaşu

Lucian Jianu (29 de ani), student în anul IV la Facultatea de Inginerie din Galaţi, a impresionat la un concurs susţinut recent la Universitatea Ovidius din Constanţa cu un stand pe care l-a conceput pentru studierea materialelor compozite, din care sunt realizate o parte din piesele de nave şi avioane, la temperaturi extreme, de până la -50 de grade Celsius.

Lucian Jianu (29 de ani), student în anul IV la Facultatea de Inginerie din Galaţi, specializarea Tehnologia Construcţiilor de Maşini, şi-a adjudecat recent premiul al doilea la un concurs studenţesc organizat de Universitatea Ovidius din Constanţa. Şi anul trecut a participat la Conferinţa Naţională a Studenţilor şi Elevilor în domeniul Ştiinţelor Inginereşti, organizată de aceeaşi universitate, câştigând premiul I, însă profesorii care i-au recompensat munca au fost surprinşi şi de un alt aspect care îl priveşte pe Lucian. 

„Au fost uimiţi că cineva care studiază într-un domeniu care nicio legătură cu materialele, testează materiale“, ne spune cu umor tânărul. Proiectul cu care a impresionat la concursul pe care l-a câştigat anul trecut priveşte caracterizarea, cum se numeşte în limbaj de specialitate, a mai multor materiale polimerice cu nanotuburi de carbon, pe care le-a supus apoi mai multor teste de fluaj. Tânărul a colectat şi analizat apoi datele obţinute prin deformarea materialelor polimerice. Nanopolimerul pe care a lucrat este o polietilenă de înaltă densitate, ce conţine nanotuburi de carbon, iar domeniile de utilizare sunt foarte vaste, printre acestea numărându-se realizarea de ambalaje pentru depozitarea şi transportul a diverse obiecte, inclusiv industriale. 

Ceea ce este extrem de interesant la combinaţia polimerică folosită de Lucian este că poate fi modificată concentraţia ei, ceea ce face ca materialul să poate fi folosit practic în orice domeniu. Studentul a făcut muncă de cercetare, lucrând mai întâi în laborator pentru a testa polimerul pe mai multe concentraţii, iar apoi a colectat şi analizat datele. Tânărul a avut o contribuţie importantă şi la depozitarea picturilor la Muzeul Istoriei, Culturii şi Spiritualităţii Creştine de la Dunărea de Jos, după ce a creat în anul II de facultate un sistem inovativ de rafturi culisabile şi cu deplasare mecanică bilaterală pentru depozitarea lucrărilor de artă, ce permite acum stocarea unui număr mare de lucrări şi aerisirea acestora. 

Nu a fost deloc uşor, pentru că încăperea de la muzeu unde se depozitau picturile a fost renovată cu fonduri europene, iar una dintre condiţii a fost ca structurile de acolo să nu fie găurite sau modificate în niciun fel, în caz contrar toată finanţarea ar fi fost pierdută. Dispozitevele create de studentul de la Inginerie sunt nişte panouri din plasă, care permit atât prinderea tablourilor, cât şi aerisirea lor corespunzătoare.

Studiază limitele materialelor polimerice

Ideea cu care Lucian a atras atenţia juriului la concursul studenţesc din 2018 sună destul de complicat, respectiv „proiectarea şi realizarea unui stand pentru studiul comportării compozitelor polimerice la fluaj în mediu criogenic“, însă ea este, de fapt, foarte simplă şi cu o aplicabilitate extrem de vastă. Lucian a proiectat un stand, pe care îl va folosi pentru cercetarea comportamentului anumitor componente de la nave şi avioane, care sunt realizate din compozite polimerice la temperaturi extreme, de până la -50 de grade Celsius. 

Un dispozitiv asemănător cu cel pe care îl va construi Lucian FOTO Valentin Trufaşu

„M-am gândit să proiectez acest dispozitiv pentru a obţine date în legătură cu comportamentul materialelor compozite polimerice la temperaturi sub zero grade Celsius. Este vorba de echipamentele şi mecanismele care conţin angrenaje din materiale polimerice“, explică Lucian. Cercetarea este foarte importantă pentru că aceste piese se pot degrada foarte mult la temperaturi extrem de scăzute şi tocmai de aceea constructorii de nave şi avioane trebuie să ştie care sunt limitele de temperatură până la care compozitele polimerice îşi pot păstra proprietăţile, iar piesele în compoziţia cărora intră pot funcţiona normal. 

Studentul a fost interesat din anul I de facultate de materialele compozite polimerice folosite în special în industria aerospaţială, de care este foarte pasionat, ajungând astfel la Cercul Ştiinţific Studenţesc Prelucrarea Polimerilor care funcţionează în cadrul Centrului de Excelenţă Prelucrarea Polimerilor, coordonat de profesorul universitar Cătălin Fetecău, unde activează în prezent ca membru. Dispozitivul conceput de studentul din Galaţi a fost gândit pentru a asigura constant o temperatură sub zero grade Celsius, astfel încât datele obţinute în urma testelor să fie cât mai apropiate de ceea ce se va întâmpla în realitate, când navele maritime ajung în zonele polare sau avioanele urcă la înălţimi foarte mari.

Aplicabilitate în mai multe domenii

Lucian a apelat la ajutorul unei colege de la Facultatea de Inginerie din Galaţi, specializarea Inginerie Economică Industrială, care îl va ajuta în perioada următoare cu calculul costului estimativ pe care l-ar presupune punerea în practică a proiectului său. Visul său este să realizeze dispozitivul cât încă este student, astfel încât să poate înceapă testele şi apoi simulările în 3D cu datele colectate chiar în laboratoarele Facultăţii de Inginerie unde învaţă în prezent. Ce înseamnă, de fapt, testarea la fluaj a compozitelor polimerice? 

„Se aplică o forţă uniformă asupra unei epruvete (n.r. ‒ piesă confecţionată dintr-un anumit material pentru a fi supusă unor încercări în vederea determinării proprietăţilor acestuia) şi se colectează informaţiile legate de deformarea materialului compozit pe o anumită perioadă de timp, care arată practic elasticitatea acestuia“, ne detaliază tânărul. Ceea ce urmăreşte Lucian este curba de deformare a materialului, aşa cum se numeşte în limbaj de specialitate, care arată cât de mult se deformează acesta într-o anumită perioadă de timp. 

Dispozitiv de testare la fluaj a compozitelor polimerice FOTO Lucian Jianu

De pildă, sunt unele materiale compozite care se deformează repede şi se stabilează apoi la fel de repede, în timp ce alte materiale se deformează mult mai greu, dar se stabilează într-un interval de timp mai lung. Şi asta pentru că orice material, inclusiv metalele, au o anumită elasticitate. Supuse la o anumită presiune, ele încep să se alungească, se ajunge chiar şi la gâtuirea acestora, după care se rup. 

„Ceea ce mă interesează pe mine în acest studiu este să văd care este rezistenţa materialului înainte ca acesta să ajungă la o deformare care să permită revenirea la forma lui iniţială. Scopul obţinerii acestor date este îmbunătăţirea materialelor compozite, dar şi identificarea domeniilor în care acestea pot fi folosite sau nu“, punctează Lucian. În funcţie de aceste detalii extrem de importante, constructorii de nave şi avioane pot şti cu o precizie destul de mare dacă pot folosi un anumit material compozit la realizarea unor piese sau vor fi nevoiţi să apeleze la alte materiale polimerice mai rezistente.