Espumas metálicas protegen a ocupantes de vehículos

Manizales, 29 de octubre de 2017. Ante una colisión, las espumas metálicas o metales celulares absorberían la energía que se produce por el impacto, siempre y cuando estén instalados en partes estratégicas del automotor.

Así lo explica el profesor Sandro Báez Pimiento, del Departamento de Ingeniería Industrial y director del Laboratorio de Materiales Metálicos Avanzados de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales.

“En el Laboratorio podemos reproducir estos materiales con formas adecuadas incluyendo densidades relativas variadas en un rango amplio de tamaños de poros. En este momento se están desarrollando metales celulares cilíndricos de hasta 5 cm de diámetro y 25 cm de longitud, con metales base zinc y base aluminio”, precisa el docente.

Además “se tiene la expectativa de poder fabricarlos con diámetros de hasta 10 cm, con el propósito de buscar una aplicación real. No obstante, se podrían fabricar de formas más complejas y diferentes tamaños, modificando los moldes”.

Aplicaciones

El profesor Báez Pimiento indica que los metales celulares que están produciendo se podrían aplicar en absorción de energía de bajo impacto y absorción acústica como aislante del ruido.

“Uno de los objetivos de corto plazo es desarrollar estos materiales con aleaciones (combinación de elementos metálicos) base magnesio y lograr una posibilidad como sustitutos de hueso”, menciona.

El docente aclara que los metales celulares se pueden utilizar según el metal o la aleación con los que estén fabricados, como filtros, intercambiadores de calor, implantes dentales, incluso como captadores de CO2 para mitigar el impacto ambiental.

El profesor Luis Édgar Moreno Montoya y los estudiantes de Ingeniería Industrial Manuela Gómez, Eymer García, Juan Diego Botero y Jhoan Mauricio Moreno forman parte del grupo de investigación Innovación y Desarrollo Tecnológico y del semillero de investigación en espumas metálicas; asimismo desarrollan estos productos como parte de los diferentes proyectos de investigación.

Producción

El proceso de fabricación de los metales celulares empieza con la selección o el tamizaje de sal de mar (cloruro de sodio) para producir la muestra.

Después se pone dentro de un molde cilíndrico, para el caso de estudio realizado en el Laboratorio de Materiales Metálicos Avanzados de la U.N. Sede Manizales.

“Sobre el molde se ubica un contenedor, con un orificio en la parte central inferior”, agrega el docente Báez Pimiento, quien precisa que es en este momento cuando se agrega el metal con el cual se quiere fabricar la espuma metálica.

Ese sistema molde-contenedor se coloca dentro de una cámara, la cual permite controlar su atmósfera interna (gas inerte) para evitar la oxidación del metal durante el calentamiento.

En seguida la cámara se ubica dentro de un horno convencional de resistencias eléctricas y se produce el calentamiento hasta alcanzar el punto de fusión del metal de interés. Después se inyecta el metal líquido dentro del lecho de granos de sal.

Cuando se enfría se retira del horno para obtener un bloque metal/NaCl, y “por último la sal es eliminada por disolución en agua y así se obtiene un metal celular”, concluyó el profesor Sandro Báez.

Cuando se tienen los materiales seleccionados (metal, sal y molde), la producción de un metal celular o espuma metálica en el Laboratorio de Materiales Metálicos Avanzados de la U.N. Sede Manizales tarda en promedio tres horas.