Investigadores de la UC3M han creado algoritmos que optimizan el diseño de piezas para motocicletas, mejorando su eficiencia y reduciendo peso, con aplicaciones potenciales en diversos sectores.
Un grupo de investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado nuevos algoritmos que prometen revolucionar el diseño de motocicletas en el entorno digital. Gracias a un innovador filtro que opera directamente con el campo de densidades mediante algoritmos automáticos, han logrado crear piezas con una distribución óptima del material, adaptándose a diversas limitaciones como peso, volumen, esfuerzo y capacidad térmica.
Los resultados de esta investigación se han publicado recientemente en la prestigiosa revista científica Structural and Multidisciplinary Optimization. Según Abraham Vadillo Morillas, uno de los autores del estudio y doctorando en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la UC3M, “la ventaja de utilizar la optimización topológica para el diseño de piezas es que obtienes automáticamente la forma óptima, eliminando la necesidad de múltiples iteraciones y cálculos”. Además, destaca que este método puede generar un ahorro significativo en costes tanto directos como indirectos. Por ejemplo, un avión fabricado con componentes más ligeros no solo es más ecológico, sino también más económico para los viajeros.
A pesar de que la validación experimental se ha centrado en las motocicletas, las aplicaciones potenciales son vastas. La reducción del peso y la mejora de rigidez pueden beneficiar a numerosos sectores industriales. Cristina Castejón Sisamón, catedrática del mismo departamento y responsable del grupo de investigación MAQLAB, explica: “Cualquier pieza sometida a cargas o vibraciones puede beneficiarse de estos avances: desde componentes vehiculares hasta maquinaria industrial, estructuras arquitectónicas e incluso elementos en joyería o moda”.
La metodología utilizada para alcanzar estos logros incluye la adaptación de la optimización topológica a los principales procesos de fabricación. Asimismo, se ha mejorado la precisión y interpretabilidad mediante nuevos algoritmos. En particular, para la fabricación aditiva se han desarrollado métodos específicos para impresión 3D que ya están siendo utilizados para producir componentes de motocicletas con una notable reducción en su peso.
Recientemente, el equipo investigador ha comenzado a integrar técnicas de inteligencia artificial (IA) con el objetivo de avanzar hacia procesos aún más autónomos. “Nuestro objetivo es desarrollar agentes capaces de ajustar automáticamente los parámetros de optimización”, afirma Castejón. Este enfoque se conoce como AVM (Adaptive Variable Modeling) y busca transformar el paradigma del diseño mecánico al permitir generar piezas óptimas más rápidamente y con mayor precisión.
La tesis doctoral vinculada a esta investigación es pionera dentro del proyecto MotoStudent, donde participan estudiantes junto con la asociación MOTO-MAQLAB-UC3M. Esta línea investigativa comenzó hace más de diez años con el fin de apoyar a los estudiantes involucrados en dicha competición. Los avances logrados son evidentes en varios prototipos que han participado en distintas ediciones del evento, algunos de los cuales están actualmente expuestos en el Edificio Torres Quevedo del Campus de Leganés.