Investigadores prueban nuevos usos para el acero automotriz

Acero para automóviles.

El acero automotriz “avanzado” es cuatro veces más resistente que el acero de construcción estándar y podría utilizarse para crear edificios más sostenibles y resistentes, hallaron investigadores de la Universidad Johns Hopkins de los Estados Unidos.

“La sabiduría advierte contra la reinvención de la rueda”, dice un texto publicado por esta universidad, pero advierte que “dos ingenieros civiles y de sistemas de Johns Hopkins están haciendo precisamente eso, en su esfuerzo por investigar si los nuevos aceros utilizados recientemente en piezas críticas de automóviles, incluidos las defensas y el cuadro de acero que protege a los conductores en un choque, se puede utilizar para crear edificios más sostenibles y resilientes”.

Los profesores Benjamin Schafer, del Departamento de Ingeniería Civil y de Sistemas, y Thomas Gernay, asistente en ese mismo departamento, están analizando cuatro nuevos aceros de alto rendimiento para usarlos como montantes y viguetas en edificios, lo que ofrece una mejor resistencia al fuego y gran capacidad para soportar cargas, además de reducir el impacto ambiental. Este trabajo ha sido posible con fondos de la National Science Foundation y una aportación inicial del Hopkins Extreme Materials Institute.

Desarrollados por la industria automotriz como parte de una estrategia para hacer que los automóviles sean más livianos para mejorar el manejo y la eficiencia del combustible, los llamados aceros avanzados son cuatro veces más fuertes que los que se utilizan comúnmente en la construcción en la actualidad. Pero también cuesta más fabricarlos, por lo que descubrir cómo usarlos de manera eficiente en los edificios es una prioridad.

“Algunos beneficios de utilizar estos nuevos materiales incluyen un uso más eficiente de materiales y menores costos de construcción y ciclo de vida. Estos aceros también ofrecen el potencial para ingenieros estructurales y arquitectos para crear nuevas soluciones en diseño y construcción”, señaló Schafer.

No obstante, se requiere superar una serie de desafíos técnicos antes de que los aceros puedan ser usados en la construcción de edificios, incluido el desarrollo de modelos específicos de relación para ofrecer la mejor recomendación a la industria. El primer paso es recopilar datos sobre los propios materiales y cómo se comportan en diversas condiciones.

El experto en resistencia al fuego, Gernay y su equipo han probado los aceros para determinar sus respuestas bajo estrés, tensión y altas temperaturas. Sus datos se combinarán con la investigación de Schafer con respecto a las propiedades de los materiales a temperatura ambiente cuando se organicen en formas optimizadas apropiadas para la construcción de edificios para tener un conjunto de datos completo.

“Nuestro objetivo es encontrar un material que exhiba un gran rendimiento en la amplia gama de condiciones de carga que se encuentran en aplicaciones de construcción, incluidas cargas pesadas, deformaciones y temperaturas extremas”, dijo Gernay. “El material ideal será lo suficientemente fuerte para permitir diseños arquitectónicos innovadores mientras se crean estructuras más ligeras que reducen las emisiones de carbono en tránsito”.

Ahora que las pruebas de temperatura están completas, Gernay está ingresando los datos de temperatura de los materiales en su software SAFIR, que simula el comportamiento de las estructuras de edificios sometidas al fuego. Una vez hecho esto, los datos y escenarios estarán disponibles para que los ingenieros de la industria de la construcción comparen diferentes aceros entre sí y tomen la mejor decisión para sus proyectos.