Raleigh, Estados Unidos.- Un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, publicado en el Journal of Composites Science, ha demostrado que el Composite Metal Foam (CMF) puede absorber más energía de impacto que los aceros y aluminios convencionales en accidentes frontales, lo que podría transformar la seguridad de los coches sin aumentar su peso.
El CMF, un material compuesto por esferas huecas de acero inoxidable dentro de una matriz metálica, destaca por su baja densidad y su capacidad superior para absorber impactos. Este estudio es pionero en evaluar su aplicación como componente estructural en los raíles frontales de automóviles, una parte crucial para la seguridad en caso de colisión.
Los raíles frontales son esenciales en la absorción de energía durante un choque, ya que conectan el parachoques con el chasis del vehículo. Un buen diseño permite una desaceleración controlada y evita que la energía del impacto llegue al habitáculo, reduciendo el riesgo de lesiones para los ocupantes.
El equipo del Dr. Aman Kaushik utilizó modelos de elementos finitos para comparar tres tipos de raíles de igual masa y longitud: uno de acero de alta resistencia, uno de aluminio y el raíl de CMF. Los resultados mostraron que mientras los materiales convencionales transmiten energía de forma pulsante, el raíl de CMF presenta un patrón de desaceleración más estable, lo que puede disminuir significativamente el daño al vehículo y el riesgo de lesiones.
A 55 mph, el raíl de CMF demostró reducir notablemente el riesgo de lesión craneal del ocupante en comparación con los raíles de acero y aluminio. Esto se debe a que el aire comprimido en las esferas del CMF proporciona una resistencia a la compresión más distribuida, evitando los picos de fuerza que pueden resultar dañinos.
Sin embargo, la producción a gran escala del CMF plantea desafíos. Fabricar esferas huecas de acero y encapsularlas en una matriz metálica es más complejo que la extrusión de acero, lo que podría incrementar los costos. A pesar de esto, los resultados de la simulación justifican la exploración de la producción industrial del material.
El estudio también destaca que el aire comprimido en las esferas de CMF no solo actúa como un elemento pasivo, sino que contribuye activamente a la resistencia durante el impacto. Esto representa un avance respecto a investigaciones previas que se centraban más en las propiedades de la matriz metálica.
El equipo de NC State está ahora en la fase de validación experimental, realizando pruebas de choque físico con raíles de CMF. Estas pruebas, programadas para este invierno, serán cruciales para determinar si el material puede ser escalado para producción en serie. Los resultados hasta ahora son prometedores y podrían abrir nuevas oportunidades en el diseño de vehículos más seguros.
Fuente: wwwhatsnew.com
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