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Ciencia de los Materiales
Nanotubos Para Detectar y Reparar Fisuras en Alas
de Avión y Otras Estructuras Críticas
14
de
Noviembre de 2007.
 Según
un nuevo estudio, agregando una cantidad incluso pequeña de nanotubos de
carbono se puede avanzar un gran trecho hacia el reforzamiento de la
resistencia, la integridad, y la seguridad de materiales plásticos
ampliamente usados en aplicaciones de ingeniería.
 Menéame
Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado una
técnica nueva y simple para identificar y reparar pequeñas fisuras,
potencialmente peligrosas, en las alas de los aviones y en muchas otras
estructuras hechas con compuestos de polímeros.
Añadiendo a un polímero nanotubos de carbono eléctricamente conductores
y supervisando entonces la resistencia eléctrica de la estructura, los
investigadores consiguieron localizar con precisión la situación y
longitud de una fisura inducida por tensión en una estructura compuesta.
Una vez que se localiza la fisura, los ingenieros pueden entonces enviar
una carga eléctrica de corta duración al área, para calentar los
nanotubos de carbono y fundir un agente reparador incluido en el
compuesto, que fluirá hasta llenar la fisura, permitiendo que la
estructura reparada sea un 70 por ciento tan fuerte como la original
antes de la fisura, suficiente para impedir un fallo estructural
completo o catastrófico.
La detección y la reparación en tiempo real de los daños inducidos por
la fatiga reforzarán de modo notable el funcionamiento, la fiabilidad, y
la seguridad de los componentes estructurales en una amplia variedad de
sistemas de la ingeniería.
El investigador principal Nikhil A. Koratkar, con la colaboración de Wei
Zhang y Varun Sakalkar, han estado trabajando en el proyecto durante más
de 18 meses.
La mayoría de los fallos en cualquier estructura de ingeniería se deben
generalmente a las microfisuras inducidas por la fatiga, que se propagan
hasta alcanzar proporciones peligrosas y que pueden llegar a poner en
riesgo la integridad de la estructura. Esta investigación busca resolver
dicho problema con una solución que permite diagnósticos en tiempo real
sin necesidad de utilizar equipamientos adicionales o de alto costo.
El equipo de Koratkar creó una estructura común de epoxi, del tipo
utilizado para hacer de todo, desde las estructuras ligeras de las alas
de aviones de combate, hasta innumerables dispositivos y componentes
usados en la industria, pero agregó suficientes nanotubos de carbono de
pared múltiple hasta formar el uno por ciento del peso total de la
estructura.
Koratkar está seguro de que este método será igual de eficaz en
estructuras mucho más grandes. Dado que los nanotubos son ubicuos a
través de toda la estructura, esta técnica puede utilizarse para
supervisar cualquier porción de la estructura realizando simples
mediciones de resistencia eléctrica sin necesidad de montar sensores
externos o una electrónica sofisticada.
Koratkar cree que en el futuro el nuevo método de detección de fisuras
debe llegar a ser menos costoso, más eficaz y más conveniente que los
sensores ultrasónicos normalmente empleados en la actualidad. Su sistema
sensor también puede usarse en tiempo real cuando un dispositivo o
componente se encuentra en uso, mientras que los sensores sónicos son
unidades externas que exigen de mucho tiempo para examinar toda el área
superficial de una estructura estacionaria.
Además, el sistema de Koratkar ofrece un kit de reparación incorporado.
"Lo que es nuevo en esta aplicación es que estamos empleando los
nanotubos de carbono no sólo para detectar las fisuras, sino también
para repararlas", recalca.
Información adicional en:
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