Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han demostrado que las espumas de metal compuesto CMF pueden pasar las llamadas "pruebas de fuego de piscina simuladas" con gran éxito, acercando el material para su uso en aplicaciones como el embalaje y el transporte de materiales peligrosos., los investigadores utilizaron estos datos experimentales para desarrollar un modelo para predecir cómo las variaciones en el CMF afectarían su rendimiento.
La prueba simulada de incendio de piscina no es una simulación computacional. Es una prueba experimental que los materiales deben pasar para ser considerados en la fabricación de vagones cisterna que transportan materiales peligrosos. En la prueba simulada de incendio de piscina, un panel de material está expuesto auna temperatura de al menos 816 grados Celsius en un lado durante 100 minutos. Un conjunto de sensores térmicos descansa en el otro lado del panel. Si esos sensores protegidos registran una temperatura de 427 grados Celsius o más en cualquier punto durante los 100 minutos,el material no pasa la prueba
Para sus pruebas, los investigadores del estado de Carolina del Norte utilizaron paneles de CMF de acero y acero. CMF es una espuma que consiste en esferas metálicas huecas, hechas de materiales como acero al carbono, acero inoxidable o titanio, incrustadas en un metalmatriz de acero, aluminio u otras aleaciones metálicas. CMF "acero-acero" indica que las esferas y la matriz estaban hechas de acero.
"Una placa de acero sólida con el mismo grosor alcanza los 427 grados Celsius en aproximadamente 12 minutos", dice Afsaneh Rabiei, primer autor de un artículo sobre el trabajo y profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State ". En tres rondas deDurante las pruebas, nuestro CMF de acero y acero estuvo expuesto a las mismas temperaturas de 825 grados Celsius durante los 100 minutos completos, y las temperaturas más altas registradas en la parte posterior del panel usando sensores protegidos estuvieron entre 351 y 379 grados Celsius.que el panel CMF de acero y acero es solo un tercio del peso de la placa de acero sólida que falló la prueba en aproximadamente 12 minutos.
"En otras palabras, el CMF pasó la prueba por un amplio margen", dice Rabiei. "Basado en los resultados experimentales y de modelado, así como en los estudios de incertidumbre, todos los cuales se informaron en este documento, un 15.9CMF de acero y acero de espesor mm cumplió con los criterios de aceptación para la prueba de fuego de piscina simulada por un amplio margen. Estábamos probando el CMF para su uso como novedoso sistema de aislamiento para el transporte de HAZMAT, pero también es relevante para aplicaciones de vehículos militares a estructuras arquitectónicas."
La nueva investigación se basa en trabajos previos que encontraron que los CMF son significativamente más efectivos para aislar contra el calor que los metales y aleaciones convencionales de los que están hechos, como el acero. En conjunto, los hallazgos resaltan el potencial de CMF para su uso en el almacenamientoy el transporte de material nuclear, materiales peligrosos, explosivos y otros materiales sensibles al calor, así como la exploración espacial.
Pero la nueva investigación también proporcionó a los investigadores una gran cantidad de datos que podrían utilizar para ayudar a ajustar las características deseables de los CMF, dependiendo de la aplicación prevista.
"Debido a que podemos controlar las características del CMF, como el tamaño de las esferas huecas en la espuma, queríamos crear un modelo que pudiera usarse para predecir cómo funcionarían los diferentes tipos de CMF en las pruebas simuladas de incendio de piscinas,"Dice Rabiei." Esto nos permitiría diseñar espumas futuras para encontrar el mejor equilibrio de propiedades físicas, mecánicas y térmicas ".
Los investigadores construyeron el modelo basándose en datos de sus experimentos simulados de prueba de fuego de la piscina. Y basándose en evaluaciones rigurosas del modelo, encontraron que las predicciones del modelo son precisas dentro de los 10 grados Celsius.
"Nuestros próximos pasos incluyen expandir el modelo para permitirnos simular las llamadas pruebas de fuego de antorchas", dice Rabiei. "Las pruebas de fuego de antorchas también son necesarias para los materiales que se utilizarán en los carros tanque que transportan materiales peligrosos, perorequiere muestras más grandes: paneles que miden 4 pies por 4 pies "
El trabajo se realizó con el apoyo de la Administración de Seguridad de Tuberías y Materiales Peligrosos del Departamento de Transporte de EE. UU., Con el número de subvención DTPH5616C00001.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :