Cuando los componentes metálicos en aviones, los puentes y otras estructuras se agrietan, los resultados suelen ser catastróficos. Pero los investigadores de la Universidad Johns Hopkins han encontrado una manera de predecir de manera confiable las vulnerabilidades antes que las pruebas actuales.

En un artículo publicado hoy en Ciencias , Investigadores de la Universidad Johns Hopkins detallan un nuevo método para probar metales a escala microscópica que les permite infligir rápidamente cargas repetitivas en los materiales mientras registran cómo el daño resultante evoluciona a grietas.

"Ahora podemos tener una comprensión más fundamental sobre lo que conduce a las grietas, "El-Awady dijo." La implicación práctica es que nos permitirá comprender y predecir cuándo o cómo fallará el material ".

Ya sea el golpeteo de vehículos en puentes o cambios en la presión del aire en aviones, tal cambio continuo llamado "carga cíclica" induce gradualmente deslizamientos en la estructura molecular interna de los metales más duraderos hasta que ocurren grietas que podrían haberse anticipado mucho antes de su peligrosa aparición.

"La falla por fatiga afecta a todos los metales y mitigarla es de gran importancia, ", Dijo El-Awady." Es la principal causa de grietas en los componentes metálicos de los aviones ".

Es por eso que es una práctica común en la industria de las aerolíneas adherirse a programas de reemplazo regulares (y costosos) para muchas partes. Pero la vida útil de esas piezas podría determinarse con mayor precisión si se comprenden mejor los orígenes de la iniciación de grietas. Los investigadores franceses pidieron el mes pasado revisiones de diseño del Airbus A380 para determinar si protegen contra los riesgos de fatiga del metal.

"Con la falta de comprensión de los mecanismos que conducen a la iniciación del crack, Ha sido difícil predecir con precisión razonable la vida restante de un material cargado cíclicamente, "El-Awady dijo." El componente en realidad podría estar bien y nunca fallar, pero de todos modos lo desechan únicamente sobre la base de argumentos estadísticos. Eso es una gran pérdida de dinero ".

La mayoría de las pruebas actuales para comprender los orígenes de la iniciación del agrietamiento se han centrado en los momentos justo antes o después del agrietamiento para evaluar lo que sucedió en la composición del metal. Y muchas de esas pruebas utilizan muestras mucho más grandes que impiden rastrear el inicio del daño, que es una característica de escala submicrométrica. El nuevo método reduce la lente lo más pequeña posible y comienza cuando los metales se exponen por primera vez a cargas que provocan daños localizados que podrían convertirse en grietas.