Espumas metálicas

Espumas metálicas. El futuro de los materiales de construcción

Dentro del futuro de los materiales de construcción ocupan un lugar destacado las llamadas espumas metálicas.

A la búsqueda de estructuras más resistentes se une el uso de materiales más ligeros. Pero no solo le pedimos a estos materiales que tengan una baja densidad, sino que es deseable, además, que cuenten con otras propiedades como el aislamiento térmico y acústico. Sabemos que la conductividad es menor en un material poroso que en uno denso. En la naturaleza encontramos materiales porosos en aquellos elementos que necesitan de resistencia sin incremento de peso como en los huesos y en las plantas. Consideramos a modo doméstico como material poroso aquel cuyo volumen de huecos es mucho mayor que el ocupado por el propio material.

En los laboratorios HLR se ha desarrollado una espuma metálica con una densidad de 0,9 mg/cm³¡¡¡ mediante una aleación de níquel-fósforo. Con ella se consigue que el 99,99% del material esté ocupado por aire, de modo que una placa de 1 metro cuadrado y 2 centímetros de espesor pese solo 18 gramos (24 gramos si incluimos el aire del interior) por lo que es 100 veces más ligera que el poliestireno extrusionado.

Para conseguir un material de este tipo se utiliza la técnica de microtubo organizado en una microrred. El espesor de pared de un microtubo es de 100 nanómetros. Esto no solo proporciona un material excepcionalmente ligero, sino que tambien posee con unas características mecánicas asombrosas. En primer lugar su resistencia a compresión es igual a la de tracción. Tiene un módulo de elasticidad constante independientemente del esfuerzo a la que se la someta siempre que no sobrepasemos su límite elástico. Se comporta como un material elastomérico, por lo que recobra su forma después de la compresión.

Se trata de una espuma metálica de poro abierto de alvéolo ordenado (hasta ahora las espumas estaban formadas por alvéolos situados aleatoriamente) También es posible fabricar espumas de poro cerrado. La diferencia principal estriba en que, mientras que un sistema de poro abierto podemos hacer circular un líquido o gas, en la espuma de poro cerrado el aire o gas queda atrapado en celdas cerradas. Ambas opciones pueden tener un uso determinado. En sistema cerrado podemos ocluir un material o gas que apague o impida la proliferación del fuego dispuesto en las placas de revestimiento de techo o paredes. Si el sistema es abierto podremos crear un efecto radiador de disipación del calor.

Las características de las espumas metálicas la hacen apta para la fabricación de aislamientos acústicos y térmicos, sistemas de protección contra incendios, estructuras de poco peso resistentes al impacto, etc.

Actualmente, gran parte de la investigación de estos materiales se basa en las espumas de aluminio ya que poseen baja densidad, son resistentes a la corrosión y tienen un punto fusión bajo, lo que disminuye el gasto de energía en la fabricación. Son materiales muy porosos con una distribución aleatoria de los poros esféricos que ocupan entre el 50 y el 90% del volumen total con una densidad entre 0,4 a 1,2 gr/cm3. Las espumas de aluminio son muy eficaces en la absorción de ruidos, protección electromagnética, absorción de impactos y vibraciones. No son inflamables y permanecen estables a alta temperatura. Las de poro cerrado, por su gran rigidez, se usan con fines estructurales y aislamiento acústico. Se fabrican por inyección de gases en la fundición o la adición de agentes espumantes.

Detalle de espuma metalica aluminio de poro abierto

Espuma de aluminio de poro abierto

Las de poro abierto se utilizan por sus propiedades térmicas (son grandes disipadoras del calor). La fabricación de espumas de poro abierto se basa en la utilización de materiales de relleno que luego son eliminados.

Detalle de espuma metalica aluminio de poro cerrado

Espuma de aluminio de poro cerrado

Empresas como Alcarbon Technogies GmbH ya ofrece varios productos de espumas metálicas como placas para techos y particiones.

Autor fotografía: Stehfun bajo licencia GNU Free Documentation y Creative Commons Atribución 3.0 en http://es.wikipedia.org/
Referencias bibliográficas (17 y 18)
Ibertis Informes Técnicos y Periciales
Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

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