La industria de la ingeniería ha enfrentado diferentes retos: desde lograr construcciones más grandes y altas, hasta encontrar estructuras flexibles o que brinden propiedades térmicas. Dentro de los materiales uno de los favoritos es el metal y, de entre las construcciones de metal, las más comunes suelen ser los puentes.
Sin embargo, como toda obra, el paso del tiempo y el deterioro causado por los elementos suelen ser el rival más duro al que se enfrentan. En el caso de los puentes metálicos, ingenieros del MIT y de la Universidad de Massachusetts han desarrollado una técnica de bajo costo para su reparación, sin tener que sustituir piezas completas. Se trata de la impresión 3D con metal.
Los puentes son tal vez una de las estructuras construidas por el hombre que más desgaste reciben. Desde hace siglos han sido usados sin parar en la comunicación de caminos, lo que provoca que cientos, si no es que miles de personas y vehículos pasen por ellos diariamente. No es de extrañar que con el tiempo se haya optado por materiales no solo más resistentes, sino también mejor manipulables para la construcción de estructuras cada vez más complejas.
En países como Estado Unidos, los puentes de estructura metálica parecen ser los favoritos, en algunos casos solo parte de sus cimientos son metálicos mientras que hay otros que lo son en su totalidad. Sin embargo, pese a las muchas prestaciones que un material como el metal tiene (ya sea de acero o alguna otra aleación), uno de sus mayores problemas es el deterioro por oxidación o corrosión, el cual en ocasiones es difícil de notar hasta que el daño es muy avanzado.
Sección del puente en Great Barrington recubierta con técnica cold spray.
Se estima que solo cerca del 49.1 % de los puentes en Estados Unidos se encuentra en buenas condiciones, por lo que un equipo de la Universidad de Massachusetts, junto con el departamento de ingeniería del MIT (Massachusetts Institute of Technology) realizó pruebas aisladas en una sección corroída de un puente de Great Barrington.
A través de una técnica conocida como cold spray, se dio un recubrimiento completamente metálico sobre la superficie dañada, logrando reforzar su estructura aumentando la durabilidad de esta sección. Aunque el proyecto es considerado un éxito, aún falta por descubrir cómo se comportará el recubrimiento cold spray a las condiciones de desgate propias de un puente. Dentro de un par de años el puente de Great Barrington será demolido, momento en el que los investigadores recuperarán las secciones tratadas para comparar su deterioro con capas de cold spray almacenadas en laboratorio.
Proceso del cold spray.
El cold spray suele usarse en la reparación y mantenimiento de la estructura de medios de transporte como aviones, barcos o submarinos. Se llevan los vehículos hasta el taller en el que se encuentra la máquina que hará el recubrimiento metálico. Sin embargo, un puente no puede ser transportado, por lo que la hazaña de el MIT y la Universidad de Massachusetts está en lograr una versión portable de la máquina de cold spray.
Para simplificarlo, la técnica de cold spray consiste en usar un chorro de gas a velocidades de hasta el Mach 4 (cuatro veces la velocidad del sonido) para presurizar partículas de polvo metálico. El polvo metálico impacta sobre la superficie a la que se le aplica el recubrimiento y debido a la alta presión y velocidad a la que viajan, se produce una soldadura en frio de cada partícula, que en conjunto forman una capa de metal. La técnica fue desarrollada en 1980 por investigadores del Instituto de Mecánica Teórica y Aplicada (ITAM) de la Academia Rusa de las Ciencias.
Piezas construidas con técnica cold spray.
De entre las ventajas del cold spray destacan su bajo costo y su abundancia en materia prima. Además, su capacidad de adaptarse a cualquier superficie la vuelve ideal para reparaciones, mientras que, con la maquinaria adecuada, las capas de metal se han logrado acumular para dar paso a estructuras completamente nuevas.
Cortesía de Xataka
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