Investigadores buscan desarrollar cerámicas tan resistentes como el metal para cascos de submarinos

Investigadores militares de Estados Unidos están impulsando un proyecto innovador que podría transformar el futuro de los materiales estructurales. A través del programa Intrinsically Tough and Affordable Ceramics Today (INTACT), liderado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA), se busca desarrollar cerámicas con una resistencia comparable a la de los metales. Este avance podría revolucionar aplicaciones críticas, como la fabricación de cascos de submarinos, fuselajes de aviones y chasis de vehículos terrestres.

Las cerámicas son conocidas por su alta resistencia, rigidez y capacidad para operar en condiciones extremas, como entornos corrosivos y altas temperaturas. Sin embargo, su fragilidad y baja tenacidad a la fractura han limitado su uso en aplicaciones estructurales. El programa INTACT pretende superar estas limitaciones mediante la introducción de defectos controlados en la estructura atómica de los materiales, como vacancias, dislocaciones y límites de fase. Estos cambios permitirían una deformación plástica a pequeña escala, similar a la que se observa en los metales, lo que mejoraría significativamente su durabilidad.

Uno de los aspectos más innovadores del proyecto es el uso de técnicas de procesamiento no convencionales, como el tratamiento con láser y haces de electrones. Estas técnicas, que implican altas tasas de enfriamiento térmico, podrían generar microestructuras cerámicas nunca antes vistas, capaces de alcanzar niveles de tenacidad superiores a los de las aleaciones metálicas más avanzadas.

La cerámica puede ser más resistente al metal en submarinos.

La cerámica, hasta 10 veces más resistente

Si se logra incorporar una tenacidad similar a la de los metales, la cerámica podría ofrecer ventajas significativas: ser hasta 10 veces más resistentes, dos veces más rígidas y la mitad de densas que los metales, además de operar en condiciones extremas. Esto abriría nuevas posibilidades para su uso en turbinas, fuselajes de aviones y cascos de submarinos, donde actualmente predominan los materiales metálicos.

Sin embargo, el desafío no solo radica en las propiedades del material, sino también en su fabricación. Aunque los compuestos de matriz cerámica han logrado cierto grado de «cuasi-ductilidad», su producción sigue siendo costosa y compleja, requiriendo mano de obra especializada y equipos avanzados. El programa INTACT también aborda este problema, buscando reducir los tiempos de producción y mejorar la viabilidad comercial de estos materiales.

El proyecto se divide en dos fases de un año cada una. La primera fase se centrará en desarrollar materiales y técnicas de procesamiento con alta resistencia y tenacidad, mientras que la segunda fase buscará optimizar estos avances para su aplicación en hardware estructural. Las empresas interesadas en participar tienen hasta el 14 de marzo de 2025 para presentar sus propuestas a través del portal de anuncios de DARPA.

Este ambicioso proyecto no solo podría marcar un hito en la ciencia de los materiales, sino también abrir nuevas oportunidades para la industria de la defensa y otros sectores, impulsando innovaciones que hoy parecen imposibles.

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