Espumas metálicas reducen el riesgo de lesiones en simulaciones

A 55 mph, el larguero delantero situado entre el parachoques y el chasis de un automóvil tiene una función muy concreta: deformarse lo suficiente para absorber el impacto, pero sin transmitir una carga grave al habitáculo. En las simulaciones informáticas de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, un larguero de espuma metálica compuesta redujo las cargas previstas del choque y el riesgo de lesiones craneales, manteniendo la misma longitud y peso que la pieza convencional.

El diseño utiliza un tubo de aluminio alrededor de un núcleo de acero fabricado con espuma metálica compuesta, o CMF. El material incorpora esferas metálicas huecas en una matriz metálica. Los largueros convencionales de la comparación utilizaban una sección transversal rectangular —un rectángulo largo de acero hueco— o una sección transversal de doble octógono, formada por dos octógonos huecos de aluminio apilados.

A la misma velocidad de impacto de 55 mph, la CMF redujo la desaceleración máxima alrededor de un 38 %, la severidad general del choque alrededor de un 45 % y el Head Injury Criterion, o HIC, alrededor de un 45 % frente a los largueros de doble octógono. Frente a los largueros rectangulares, las reducciones fueron de aproximadamente un 84 %, un 94 % y un 83 %, respectivamente. El HIC es una medida de la probabilidad de sufrir una lesión craneal grave, no un recuento de lesiones reales.

Las simulaciones también indicaron que un vehículo con largueros delanteros de CMF podría circular aproximadamente un 34 % más rápido que uno con largueros de doble octógono antes de alcanzar el límite crítico de severidad del choque, y aproximadamente un 40 % más rápido antes de alcanzar el límite de lesiones craneales. Frente a los largueros rectangulares, las cifras correspondientes fueron de aproximadamente un 32 % y un 48 %. Son resultados del modelo: el estudio utilizó un modelado computacional detallado basado en datos experimentales sobre CMF y en datos públicos sobre los materiales y diseños de los largueros convencionales.

En el modelo, la ventaja práctica es una menor severidad prevista del choque sin aumentar la masa; Rabiei afirma que unos largueros delanteros más cortos aún podrían mejorar la seguridad y la eficiencia del combustible. En los vehículos eléctricos, los investigadores también ven una posible función en las estructuras que protegen los paquetes de baterías de alto voltaje, ya que la CMF ha demostrado resistencia al calor y al fuego. Rabiei afirma que los investigadores están dispuestos a probar el diseño con fabricantes de automóviles, proveedores y fabricantes de baterías; hasta que se realicen esas pruebas, los porcentajes describen un rendimiento previsto, no una protección demostrada en un automóvil de producción.