Los “Transformers” podrían llegar a ser una realidad, gracias a aleaciones especiales


La NASA y la Universidad de Florida Central (UCF) se encuentran asociadas en una ambiciosa investigación sobre materiales que pueden transformarse espontáneamente para adaptarse a distintas situaciones, a fin de extender su uso a situaciones de la vida cotidiana, aunque posiblemente el resultado final no sea igual al de los personajes de la ficción.

Los estudios y experimentos se desarrollan sobre las denominadas Aleaciones con Memoria de Forma (Shape-memory Alloys- SMA), unos materiales  que pueden cambiar de forma y modificar su estructura en respuesta a las variaciones mecánicas y térmicas que se registran en su entorno, y que después regresan a su estado original, cuando la situación se normaliza.

Este es el caso del Titanio de Níquel o Nitinol, un metal de aleación de titanio y níquel desarrollado en los sesenta cuyas muestras están siendo precisamente analizadas por el equipo integrado por los científicos de materiales de la NASA Othmane Benafan y Santo Padula II, el alumno de la UCF Doug Nicholson y su asesor Raj Vaidyanathan.

Específicamente, el grupo se encuentra examinando la microestructura y la micromecánica (es decir, la estructura atómica y los comportamientos a nivel atómico) de una muestra de la SMA de Nitinol con el dispositivo denominado Difractómetro de Ingeniería de Materiales “Vulcan”, cuyo único bastidor multiaxial permite el análisis simultáneo de las muestras bajo tensión, compresión y torsión, algo que no resultaría posible en ningún otro lugar.

La idea es lograr desarrollar componentes de SMA para sistemas mecánicos que se deformen en respuesta al calor o la presión, evitando la necesidad de complejos actuadores hidráulicos o neumáticos clásicos.

La industria aeroespacial, la futura beneficiaria de las SMAs

Con la aplicación de estos “Transformers” de la vida real, se podría estar en condiciones de reemplazar la totalidad de un actuador hidráulico, la bomba, los líquidos y las líneas, por  un simple trozo de material que se transformará según se caliente o se enfríe, algo que resultará muy atractivo para la industria aeroespacial, donde el ahorro de peso y volumen tiene una gran importancia.

Otra ventaja de las SMAs reside en el hecho de que pueden cambiar de forma sin necesidad de que se las active desde un control central. En este sentido, Santo Padula explicó que “al cambiar la aleación, se puede diseñar estos materiales de manera que tan pronto como se experimente una temperatura o presión determinada, inmediatamente responderán con la fuerza de accionamiento”.

Como ejemplo de ello, Padula menciona el caso del complejo mecanismo hidráulico que gobierna el flap del ala de un avión, que podrá ser sustituido por una simple aleta de SMA que cambiará de posición de forma autónoma según las condiciones de presión y temperatura del aire, ahorrando de esta manera varios kilogramos de mecanismos.

Esta aleta de SMA también resultaría más confiable, en comparación con los convencionales sistemas hidráulicos controlados electrónicamente, que pueden presentar muchos fallos.

Sin embargo, se aclaró que una pieza hecha con SMA también puede fallar si no está bien diseñada o si el material del que esté hecha es inestable. De allí la necesidad de seguir sometiendo estas aleaciones a mayores pruebas, con el fin de construir una base de datos de información sobre sus respuestas bajo diferentes condiciones de presión y temperatura.

Padula (izq.), Benafan (der.) y Nicholson trabajando con el "Vulcan"

De esta forma, destacaron los investigadores, se podrán desarrollar los componentes y hardware necesarios para trasladar estas aplicaciones al mundo real, lo que incluirá la fabricación de mejores aleaciones, componentes optimizados y más tecnologías de adaptación.




Ruben

Rubén es editor del sitio desde el año 2010. Colabora regularmente escribiendo noticias sobre tecnología, software, negocios, gadgets y ciencia. Sus intereses son Tecnología y Relaciones internacionales, tópico con el que también colabora en otros medios de publicación web.

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