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Ejemplo de fragmentación en los materiales metálicos./ UC3M

Por qué el aluminio no se quiebra y eso lo hace más seguro

Metales como el acero o el aluminio son muy empleados en construcción por sus propiedades idóneas para este tipo de trabajos, entre ellas la ductilidad. Se trata de materiales que, ante una fuerza, no se quiebran bruscamente sino que se deforman de manera plástica y sostenible.

Hasta la fecha se creía que esa fractura dinámica se debía al hecho de que son materiales porosos pero un reciente estudio de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), de la Universidad Texas A&M (EEUU) y del Instituto Tecnológico Israelí han desarrollado una nueva teoría para explicar este hecho sugiere que el mecanismo clave que controla la fragmentación dinámica pudiera no estar en la porosidad (los defectos), sino en la inercia.

Ejemplo de fragmentación en los materiales metálicos./ UC3M
Ejemplo de fragmentación en los materiales metálicos./ UC3M

Los resultados son fruto de un modelo analítico desarrollado por ellos mismos y validado con simulaciones numéricas, que arroja luz sobre los mecanismos que gobiernan la fragmentación de materiales metálicos porosos usados en la industria aeroespacial y de la seguridad civil.

Gracias a esta investigación surge un nuevo enfoque para analizar y diseñar estructuras para las cuales es importante predecir y controlar el tamaño de los fragmentos que se forman cuando un material metálico poroso se fractura bajo carga de impacto.

En adelante, si el estudio se pone en práctica, permitirá mejorar los procesos de fabricación de estructuras, reducir los costes asociados (económicos, ambientales…) y mejorar la calidad de los productos. Por ejemplo, en el caso de estructuras de protección en instalaciones industriales como las centrales nucleares, donde es muy importante que las estructuras sean capaces de soportar cargas extremas como explosiones e impactos sin que se produzca su fragmentación.

Otra de los sectores en los que serán de gran utilidad estos conocimientos es el diseño de estructuras que se fragmenten fácilmente como ocurre con la basura espacial que a veces cae en la Tierra. La intención es que su fragmentación se produzca durante la reentrada atmosférica para que las estructuras que llegan a la superficie terrestre no sean de gran tamaño.