Tan fuerte como el acero, liviana como el aluminio, y capaz de resistir los impactos de bala, el fuego y la radiación. Es la espuma de metal.
Hace más de una década la ingeniera Afsaneh Rabiei de la Universidad Estatal de Carolina del Norte inventó la Espuma de Compuesto de Metal (CMF), material hecho de “burbujas” huecas de metal incrustadas en acero, titanio, aluminio u otras aleaciones. El liviano y excepcionalmente fuerte material podría tener diversas aplicaciones, desde los viajes aéreos y espaciales a la defensa. Tras años de probarlo contra balas, estallidos, vibraciones, radiación y fuego, la compañía de Rabiei, Advanced Materials Manufacturing, está oficialmente preparada para producir el material.
A pesar de que no fue la primera espuma de metal que se haya inventado, Rabiei afirma que su CMF es la más fuerte. Por ejemplo, en un estudio de 2019 publicado en Composite Structures, los investigadores demostraron que el blindaje de vehículos hecho con CMF de acero-acero (tanto las burbujas como el material de soporte son de acero), detenía balas de calibre .50 con la misma eficiencia que el blindado de acero convencional, pesando menos de la mitad.
Palabra de inventora
“El blindaje de CMF pesaba menos de la mitad que el de acero homogéneo necesario para lograr el mismo nivel de protección, “dijo Rabiei, coautora del trabajo, en declaraciones de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Es decir que logramos ahorrar mucho en el peso, lo que mejora el rendimiento y eficiencia del combustible, sin sacrificar la protección”.
Dos años antes, Rabiei y sus colegas hallaron que la espuma de metal compuesto aísla contra el calor mucho mejor que una hoja sólida del mismo metal. El equipo explicó en su trabajo de 2016 publicado en International Journal of Thermal Sciences, que expusieron un lado de una gruesa hoja de acero inoxidable de 6,35 cm. X 6, 35 cm. Por 1,92 cm. Y una muestra de CMF del mismo tamaño, a llamas de 800 grados centígrados. Al acero le llevó cuatro minutos llegar a la misma temperatura. Pero a la espuma CMF le llevó ocho.
“La presencia de bolsillos de aire en la espuma de metal hizo que bloqueara el calor con efectividad, principalmente porque el calor se traslada más lentamente por el aire que por el metal”, explicó Rabiei. Eso significa que la espuma de metal podría proteger materiales sensibles al calor, ya sean químicos riesgosos o vehículos que lleven astronautas al espacio.
En el espacio
Rabiei reveló hace ya diez años que la espuma CMF es capaz de proteger contra varias formas de radiación. En un trabajo de 2015 publicado en Radiation Physics and Chemistry su equipo demostró que la espuma CMF bloquea efectivamente rayos X y rayos gamma (peligrosa radiación en el espacio) y radiación de neutrones (que se da en los reactores nucleares y durante explosiones nucleares).
“Es decir que la espuma CMF promete para varias aplicaciones, desde la exploración espacial al traslado de residuos nucleares, materiales explosivos y riesgosos, aplicaciones militares y de seguridad, e incluso en automóviles, buses y trenes”, afirmó Rabiei sobre las pruebas de balística.
