En el sector de la construcción, de forma continua se están presentando nuevas innovaciones que nos dejan con la boca abierta, al sustituir los métodos tradicionales. Como un ejemplo de esto, te traemos este nuevo material que es cinco veces más resistente que el cemento convencional y que imita al cuerpo humano. Veamos.
Un material que imita la estructura humana y es muy resistente
Ingenieros e investigadores de la Universidad de Princeton, que se encuentra en la localidad del mismo nombre en Nueva Jersey, Estados Unidos, han creado un material basado en el cemento cuya resistencia es cinco veces mayor que la del convencional, según reporta la prestigiosa revista Advanced Materials.
Este componente se inspira en la estructura cortical del hueso humano, proporcionando una fuerza adicional contra roturas y resquebrajamientos que ocurren de manera abrupta. De tal manera que hace más durables las estructuras construidas con este elemento a la vez que es sostenible.
¿En qué consiste este elemento basado en elementos tradicionales e inspirado en el hueso humano?
El equipo de investigación estudio la estructura cortical del hueso humano que es la densa capa externa que conforma los huesos más largos de las personas como lo es el fémur. La misma se compone de estructuras elípticas tubulares llamadas osteones que desvían los agrietamientos que se pudieran dar.
De esta manera se evitan fallas catastróficas. Esta estructura la replicaron en una capa de material a la que previamente le introdujeron pequeños tubos que eran elípticos y cilíndricos. Esperaron que endureciera y le realizaron diversas pruebas de resistencia, compresión y de torsión que causan desmoronamiento.
Observaron que el componente tenía gran resistencia a la propagación de grietas mediante el aumento de la capacidad de absorber la energía de los golpes y otros eventos. De esta manera se evitan los fallos estructurales abruptos. Que es una de las fallas del cemento tradicional, que es muy frágil ante determinadas fuerzas.
Mientras que las formas adoptadas por la naturaleza, como la de la estructura ósea humana, aseguran su capacidad de soportar cargas continuas o repentinas a través de una “dureza flexible” que le permite ser más resistente a la propagación del daño causado por el agrietamiento.
Siendo ésta la principal característica de este componente, por lo que es mucho más duro que los elementos constructivos como el cemento o el hormigón. Pero que al mismo tiempo mantiene su fortaleza estructural y estética. El éxito de este material se encuentra en el diseño de su estructura interna.
En el que se equilibran y distribuyen las tensiones, que sufre en un momento dado, en el frente de la grieta con la respuesta mecánica global al sufrir un golpe o compresión. Este concepto se orienta bajo la teoría de los principios de las fracturas lo que crea una mejora a través del diseño.
Su mecanismo de fraguado y futuras aplicaciones
Su mecanismo de endurecimiento viene dado por el diseño de los tubos internos del material que crea una interacción entre estos y las grietas. La misma hace que el fraguado ocurra por etapas. De esta manera al endurecerse, las grietas quedan atrapadas y su propagación es retrasada por los tubos.
Por otro lado, aparte de la mejora en la resistencia se usan técnicas avanzadas de fabricación, entre ellas, la manufactura aditiva. Ella permite que se creen estructuras más favorables desde el punto de vista mecánico lo que escalaria sus aplicaciones y uso.
Concluyendo, con este nuevo material que es cinco veces más resistente que el cemento, se marcará un antes y un después en la industria de la construcción. Por otra parte, la mejora de su durabilidad y prevención de fallos catastróficos repentinos a través de la geometría del hueso humano es, sencillamente, genial.
