La Agencia Europea de Defensa (EDA) lanzó el pasado 20 de octubre un nuevo programa de investigación sobre el uso de nuevos materiales metálicos para la protección balística.
El proyecto recibe la denominación AMALIA por Additive Manufacturing of Metallic Auxetic Structures and Materials for Lightweight Armour o Fabricación Aditiva de Estructuras y Materiales Auxéticos Metálicos para Blindaje Ligero. Se basa en la investigación de los nuevos tipos de materiales conocidos como auxéticos o augéticos cuyas particulares características pueden beneficiar al diseño y fabricación de componentes blindados sobre todo para vehículos.
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Ejemplo de estructura metálica auxética (Fraunhofer EMI vía EDA)
¿Qué son los materiales auxéticos?
Por considerarse lo habitual, pensamos que un material flexible, cuando se estira, se va encogiendo, sin embargo hay un tipo de materiales que se comportan al revés. Es decir, cuando se los estira, se vuelven más anchos de forma transversal a la dirección de estiramiento (técnicamente tienen lo que se llama coeficiente de Poisson negativo).
Son los materiales denominados auxéticos o augéticos que no han podido analizarse en detalle hasta hace pocos años, aplicando modelos matemáticos. Tras desarrollarse los primeros modelos se ha concluido que el interior de estos materiales está formato por una serie de cuadrados conectados definidos subunidades rotatorias rígidas. Cuando estas se giran la densidad del material puede disminuir al tiempo que incrementa su grosor.
Ya se están estudiando aplicaciones para este tipo de materiales aprovechando sus particulares características como en tejidos artificiales para aplicaciones médicas o en el caso que nos ocupa, blindajes de nueva generación. En teoría ante un impacto violento este tipo de materiales se volverían más densos en la zona de impacto y permitirían absorber más energía, ofreciendo un nivel de protección mayor.
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Panal de material auxético durante una prueba de compresión (Military University of Techonology vía EDA)
La protección de vehículos blindados plantea el reto ya conocido de que conforme se aumenta el nivel de protección con más blindaje, el vehículo requiere de una planta propulsora de más potencia y los costes se disparan. De ahí que la posibilidad de aplicar materiales que se vuelven más gruesos cuando se estiran o más delgados cuando se comprimen pueda resultar de interés para el diseño de nuevos materiales, estructuras mediante procesos de fabricación aditiva.
Siete países miembros de la EDA como son Italia, República Checa, Francia, Alemania, Polonia, Rumanía y Eslovenia, han aportado 5 millones de euros para iniciar los trabajos que serán liderados por el centro de investigación de materiales italiano RINA Consulting – Centro Sviluppo Materiali.
Dado lo incipiente de esta tecnología, los estudios se centrarán en el desarrollo de modelos numéricos y simulaciones que permitan analizar la forma en que absorberían la energía y la forma en que podrían fabricarse al tratarse de estructuras complejas que hasta la fecha solo se han podido fabricar de pequeño tamaño. (José Mª Navarro García)
