Un equipo de investigadores chinos diseñó un hormigón celular ultraliviano que, gracias a una serie de innovaciones, presenta un colapso mecánico controlado. ¿El objetivo? Evitar tragedias aéreas, especialmente durante las fases de despegue y aterrizaje de las aeronaves, el momento más crítico de los vuelos.
De acuerdo con un informe de 2024 emanado por la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA, en sus siglas en inglés) que recoge el sitio web Infobae, los aterrizajes y despegues son los momentos más críticos de un vuelo, ya que en esos momentos la probabilidad de error puede resultar en graves consecuencias.
Los números hablan por sí mismos: de 1.468 accidentes que se registraron en 2024, 770 ocurrieron durante el aterrizaje y 124 en el despegue, lo que da cuenta de la importancia de contar con una serie de sistemas de seguridad para evitar tragedias, especialmente en esas fases del vuelo.
Por lo mismo, investigadores chinos desarrollaron un innovador sistema de seguridad para las pistas de aterrizaje de los aeropuertos que disminuyan el riesgo de accidentes durante las fases de aterrizaje y despegue de los aviones. Sin embargo, este sistema no tiene que ver con nuevos procedimientos o equipos más modernos para controlar las emergencias, sino que se basa en un desarrollo con hormigón que permitiría a los aviones descender de manera más suave cuando realicen aterrizajes de emergencia, evitando así una catástrofe.
Un nuevo hormigón celular: el “hormigón malvavisco”
El nuevo hormigón -que los investigadores bautizaron como “hormigón malvavisco”- es un desarrollo que trabajaron en conjunto equipos de la Academia de Materiales para la Construcción de China (CBMA, en sus siglas en inglés) y la Academia de Aviación Civil, Ciencia y Tecnología de China, junto con una empresa de tecnología con sede en Beijing.
¿Cuál es el diseño de mezcla del “hormigón malvavisco”? Sus creadores utilizaron cemento de sulfoaluminato de calcio para su fabricación, ya que este material ofrece ventajas como un endurecimiento más rápido y menos dificultades para su conformación. Esto produjo un material similar al hormigón, pero con un 80% de porosidad y un peso que alcanzó los 200 kg por metro cúbico, una décima parte del peso del hormigón tradicional.
De esta manera, afirman sus creadores, el “hormigón malvavisco” crea una “barrera blanda” que absorbe la energía cinética mediante un aplastamiento controlado. ¿Cómo lo lograron? “El proceso para crear este material consistió en, esencialmente, ‘inflar burbujas’ en la mezcla del hormigón”, comentó a China Daily Fang Jun, un investigador e ingeniero de desarrollos del CBMA. “Parece sólido, pero se desmorona al impacto, desacelerando suavemente a los aviones”, agregó.
Para lograr la alta capacidad de absorción de energía de este nuevo hormigón -un hormigón celular (más poroso que el tradicional) ultraliviano- a través de la fractura controlada del material, los investigadores trabajaron con modelos de aviones tipo Boeing 747. De acuerdo con el ingeniero, los prototipos debían alcanzar el colapso mecánico con resistencias precisas y controladas, con valores entre los 0,30 a 0,35 MPa. Esto, porque “para el hormigón celular tradicional, resistencias más altas suelen ser mejores. Sin embargo, nuestro material opera con requisitos de resistencia menores, con un rango de fluctuación más bajo”, explicó.
Innovaciones en el diseño de mezcla del “hormigón malvavisco”
Las “burbujas” son un elemento esencial en la generación de este particular hormigón celular ultraliviano. Para fortalecer la película que estas forman, los investigadores introdujeron de forma innovadora un agente incorporador de aire de doble cadena basado en colofonia maleada. Este agente permite que las moléculas se alineen densamente en las membranas de las burbujas, generando una “armadura” robusta que previene el colapso del material.
Además, el “hormigón malvavisco” presenta otra mejora para un rendimiento a largo plazo en exteriores en los sistemas de detención de aviones: una tecnología de regulación de resistencia en dos etapas. Esta tecnología controla de manera precisa el desarrollo de resistencia del material mediante un mecanismo de liberación gradual, lo que permite al “hormigón malvavisco” compensar la degradación inducida por el entorno con el tiempo, dice Fang.
Como se mencionó antes, estos primeros modelos se desarrollaron con mezclas que incluyen cemento de sulfoaluminato de calcio. Sin embargo, su costo es más alto que el del cemento tradicional, lo que trae complejidades a la hora de incorporar al “hormigón malvavisco” en aeropuertos de ciudades pequeñas. Además, “las propiedades inherentes del cemento de sulfoaluminato de calcio pueden llevar a la formación de polvo durante periodos de servicio prolongados”, puntualizó Fang, por lo que el equipo que desarrolló al “hormigón malvavisco” busca maneras más eficientes de desarrollar este innovador material utilizando cemento tradicional.
El nuevo sistema de seguridad basado en el innovador “hormigón malvavisco” se aplicó en 14 aeropuertos de China y los datos de monitoreo de un año que se tomaron desde un terminal aéreo en Nyingchi, ciudad ubicada en la región autónoma de Xizang, suroeste de China, revelan una fluctuación de sólo un 3 por ciento en las propiedades, “muy por debajo de la tolerancia por diseño del 10%”, subrayó Fang Jun.
