El prototipo de titanio de RMIT sigue a flote tras daños graves

Una boya impresa en 3D se mantiene estable en un tanque de agua de mar turbulenta mientras el sistema de pruebas gira hasta 45 grados. Sigue flotando sin una carcasa sellada, revestimiento protector ni flotación adicional. El prototipo procede del Centro de Fabricación Aditiva de la Universidad RMIT, donde los investigadores han construido una celosía de titanio que mantiene la flotabilidad incluso después de sufrir daños graves.

El obstáculo era el agua. Las celosías metálicas pueden ser muy ligeras porque sus puntales son huecos y están interconectados, pero sus espacios abiertos también dejan entrar el agua. La solución de RMIT rellena únicamente esos puntales huecos de titanio con espuma de poliuretano. Las diminutas celdas selladas de la espuma atrapan el gas y forman una barrera distribuida, mientras el agua puede seguir fluyendo por las aberturas exteriores de la celosía.

Los investigadores afirman que el estudio es la primera demostración publicada de un metamaterial híbrido de celosía de celdas abiertas, metal y polímero, que flota. Desarrollaron una medida de diseño denominada densidad esquelética, que contabiliza las paredes de titanio y los canales sellados y rellenos de espuma, pero excluye el espacio abierto que puede ocupar el agua. Su regla es sencilla: cuando la densidad esquelética es menor que la del líquido circundante, la estructura abierta flota.

Los resultados apuntan a un material potencial para aplicaciones marinas. Con la misma densidad total, la celosía de titanio era un 70 % más resistente que el acero inoxidable o el polietileno de alta densidad. En agua de mar natural de la bahía de Port Phillip, en Melbourne, perdió solo un 0,15 % de su masa tras dos semanas, mientras que su resistencia disminuyó menos de un 1 %. La estructura también siguió a flote después de agrietarse, sufrir fallos en puntos de conexión clave y fracturarse una capa completa de la celosía; solo se hundió después de una compresión y compactación graves.

En términos concretos, el trabajo podría permitir que las boyas, los sensores flotantes y otras estructuras marinas combinen un peso reducido con tolerancia a los daños, en lugar de depender de una carcasa sellada o de flotación adicional. Por ahora sigue siendo una posibilidad, no un despliegue: RMIT ha demostrado un prototipo impreso en 3D y el equipo dirigido por el profesor distinguido Ma Qian aún prevé fabricar piezas de mayor tamaño y realizar pruebas a largo plazo en condiciones marinas y de aguas profundas realistas. En la colaboración también participa el Conservatorio Nacional de Artes y Oficios de Francia.