Los investigadores han estado estudiando los efectos corrosivos del cloruro en varios materiales durante décadas. Ahora, gracias a las computadoras de alto rendimiento en el San Diego Supercomputer Center (SDSC) en UC San Diego y el Texas Advanced Computing Center (TACC), Se han simulado modelos detallados para proporcionar una nueva perspectiva sobre cómo el cloruro conduce a la corrosión en los metales estructurales. resultando en impactos económicos y ambientales.

Realizado por un equipo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Oregon (OSU), un estudio que analiza esta nueva información se publicó en Degradación de materiales , a Naturaleza diario de socios.

"Los aceros son los metales estructurales más utilizados en el mundo y su corrosión tiene graves consecuencias económicas, ambiental, e implicaciones sociales, "dijo el coautor del estudio Burkan Isgor, un profesor de ingeniería civil y de construcción de OSU. "Comprender el proceso de degradación de las películas pasivas protectoras nos ayuda a diseñar a medida aleaciones eficaces e inhibidores de la corrosión que pueden aumentar la vida útil de las estructuras expuestas a los ataques de cloruros".

Isgor trabajó en estrecha colaboración con su colega de la Escuela de Ingeniería de OSU, Líney Árnadóttir, así como con los estudiantes graduados Hossein DorMohammadi y Qin Pang en la realización del estudio. Como profesor asociado de ingeniería química, Árnadóttir dijo que su trabajo a menudo usa métodos computacionales para estudiar procesos químicos en superficies con aplicaciones en la degradación de materiales.

"Colaboramos con frecuencia con grupos experimentales y utilizamos herramientas de ciencia de superficies experimentales para complementar nuestros métodos computacionales, ", dijo." Para este estudio, nos basamos en las asignaciones del Entorno de descubrimiento de ciencias e ingeniería extremas (XSEDE) de la National Science Foundation (NSF) para que pudiéramos usar Comet y Stampede2 para combinar diferentes análisis y experimentos computacionales aplicando enfoques fundamentales de física y química. a un problema aplicado con un impacto social potencialmente grande ".

El equipo de OSU utilizó un método llamado teoría funcional de la densidad (DFT) para investigar la estructura, magnético, y propiedades electrónicas de las moléculas involucradas. Sus simulaciones también fueron corroboradas por otros utilizando dinámica molecular reactiva (Reax-FF MD), lo que les permitió modelar con precisión los procesos a nanoescala basados ​​en la química que conducen a la descomposición inducida por el cloruro de las películas pasivas de hierro.

"Modelar la degradación de películas de óxido en entornos complejos es computacionalmente muy costoso, y puede resultar poco práctico incluso en un grupo local pequeño, ", dijo Isgor." Comet y Stampede2 no solo permiten trabajar en más complejos, más realista, y problemas de relevancia industrial, pero también estas computadoras de alto rendimiento nos permiten hacerlo en un plazo razonable, haciendo avanzar el conocimiento ".