Buques más resistentes con menos grietas

La propagación de las grietas puede tener consecuencias catastróficas en los grandes barcos de pasajeros y carga. Un equipo de científicos financiado con fondos europeos está investigando dos soluciones que dependen del componente estructural involucrado a través de los trabajos realizados en el marco del proyecto «Materials onboard: Steel advancements and integrated composites» (MOSAIC).

Los investigadores están sustituyendo aceros del tipo A o AH por aceros de baja aleación y alta resistencia (HSLA) o materiales compuestos. Los aceros HSLA con propiedades mecánicas mejoradas y resistencia a la corrosión se pretenden utilizar para grandes componentes estructurales en áreas con concentración de esfuerzos. Se prevé utilizar materiales compuestos ligeros con resistencia a la corrosión para reemplazar tuberías u otros componentes no críticos.

MOSAIC está estudiando el diseño, la fabricación, el control de calidad y rendimiento, así como los costes, para determinar la viabilidad de la adopción de nuevos materiales. El proyecto no abarca el fuego y la seguridad, factores que se abordarán en futuras investigaciones.

Durante los primeros dieciocho meses, el equipo seleccionó tres casos de prueba para cada clase de material y comenzó a caracterizar diversos materiales en estos casos para determinar su idoneidad para las aplicaciones elegidas. Se ha seleccionado el material compuesto elegido y el HSLA se finalizará en los próximos meses.

Se están analizando tres tecnologías de soldadura para unir los componentes de HSLA con el acero convencional. Se han definido métodos y configuraciones de unión para las aplicaciones del material compuesto con la ayuda de modelos basados en el método de los elementos finitos (MEF). El equipo también ha desarrollado modelos MEF globales de los barcos que se utilizarán para determinar las cargas locales en cada caso práctico.

Se espera que la sustitución de materiales en zonas propensas a las grietas ofrezca sustanciales ventajas en muchas áreas. Obviamente, al producirse menos grietas, se reducen los costes de mantenimiento y reparación, así como los periodos fuera de servicio. La reducción de los defectos también aumentará la seguridad. La disponibilidad de vehículos más ligeros permitirá reducir el consumo de combustible proporcionando beneficios relativos tanto a los costes como al medio ambiente, asociados a la reducción de emisiones. Tomadas en conjunto, las soluciones de MOSAIC reducirán los costes del ciclo de vida asociados a la producción, la operación y el mantenimiento de los grandes buques mercantes.