Descubren un material que va a cambiarlo todo: es más fuerte que el acero

La espuma metálica compuesta (CMF por sus siglas en inglés: Composite Metal Foam), fabricada a partir de metal reforzado con esferas huecas de acero inoxidable o níquel, podría transformar la seguridad en el transporte y la ingeniería avanzada, de acuerdo con un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, EE UU. Según las pruebas realizadas por este grupo de expertos, este material habría superado exitosamente pruebas de impacto con la capacidad de perforar un vagón de cisterna de ferrocarril. Además de su resistencia, destacan su ligereza y una gran capacidad para absorber impactos sin que se deforme, pero manteniendo su estabilidad térmica incluso frente a una exposición prolongada a altas temperaturas.

A pesar de que los CMF habrían sido explorados previamente con respecto a su aplicación en la fabricación de motores o reactores nucleares, en este caso, el estudio dirigido por la profesor Afsaneh Rabiei ha endurecido las comprobaciones al probarlo en condiciones extremas: el equipo lanzó un vagón de choque de más de 136.000 kg sobre las vías férreas a cerca de 84 km/h. Los resultados fueron impactantes, ya que al usar una placa de acero convencional, el vagón perforó el metal con facilidad, pero al agregar una capa de CMF de poco más de 30 milímetros, el desenlace cambió radicalmente debido a que el material absorbió casi todo el impacto, bloqueando su perforación.

Tras los resultados obtenidos, la conclusión ha resultado obvia para la profesora Rabiei que ha afirmado que: “El CMF ligero puede absorber energías de perforación e impacto de forma más eficiente que el acero sólido”, según se indica en la revista Advanced Egineering Materials, donde fue publicado el estudio, poniéndolo por encima de otros materiales que, en el pasado, fueron también promesas de la ingeniería de materiales como el grafeno y los nanotubos de carbono que, a causa de su fragilidad estructural y la dificultad para su integración con otros componentes, quedaron rezagados.

Posibles aplicaciones y desarrollos futuros

Antes de la llegada de la espuma metálica compuesta, la investigación en materiales resistentes había centrado su atención en aleaciones metálicas avanzadas, especialmente aquellas diseñadas para soportar condiciones extremas. Hace poco más de un año, en los Laboratorios Lawrence Berkeley, un equipo dirigido por Robert Ritchie desarrolló una aleación refractaria que combina niobio, tantalio, titanio y hafnio, permitiendo un material altamente resistente. No obstante, los costos y la complejidad de sus procesos de fabricación le restaron viabilidad.

Por su parte el CMF con su capacidad para soportar fuerzas extremas que ha demostrado ser más alta que la del acero, se proyecta como un candidato ideal para reforzar la seguridad en el transporte de materiales peligrosos. De hecho, el equipo de investigadores considera que la integración de este material podría redefinir los estándares de resistencia exigidos para los vehículos de esa clase, lo que se debe a que reduce de forma considerable el riesgo de fugas o explosiones en accidentes.

Ahora bien, su uso también podría incorporarse en sectores como el aeroespacial, la defensa, la ingeniería civil y la energía debido a su bajo peso, eficiencia estructural y aislamiento térmico, que facilitaría su uso en alas de aeronaves, blindaje de vehículos, contenedores de aislamiento nuclear e incluso chalecos antibalas. Adicionalmente, el grupo que lleva su estudio y desarrollo se encuentra trabajando en un modelo computacional, pues su objetivo es que pueda calcular el grosor óptimo del material según su uso, de manera que optimicen recursos y costos.