Los niveles bajos del Rin, Danubio y Elba afectan gravemente al transporte fluvial y tienen un impacto más evidente en el desarrollo económico cuanto más tiempo persistan. La profundización de los canales es controvertida debido a sus efectos ecológicos, y el traslado de transportes pesados a la carretera no es posible para muchos productos y afectaría especialmente a puentes muy cargados y tramos de carretera que necesitan reparación. Es más sostenible abordar la construcción de barcos: un peso reducido significa menos calado y, por lo tanto, la opción de transportar mercancías incluso cuando otros barcos corren el riesgo de encallar.
Por ejemplo, las paredes y cubiertas de los barcos podrían permitir un ahorro de peso significativo mediante la construcción en sándwich, lo que aumentaría la capacidad de carga en comparación con el peso neto del barco en hasta un 30 por ciento en condiciones de bajo nivel de agua, o permitiría soportar niveles más bajos con la misma carga.
Construcción en sándwich con núcleo ligero de espuma de aluminio
En una construcción en sándwich de este tipo, la espuma de aluminio se coloca entre dos delgadas placas de acero o aluminio. La espuma de aluminio es un material estructural metálico ultraligero con una densidad de claramente menos de un gramo por centímetro cúbico. El principio básico de fabricación de la espuma de aluminio es similar al de esponjar una masa de pastel:
Se añade un polvo de agente espumante (por ejemplo, hidruro de titanio) al polvo de aluminio, que libera gas al calentarse, generalmente hidrógeno. Las burbujas de gas se distribuyen en el aluminio líquido y lo expanden a una estructura espumosa. En el proceso de esponjamiento, la espuma de aluminio se une a las placas metálicas de cubierta en un cierre metálico. No se necesita adhesivo para la fabricación compuesta, lo que es una gran ventaja para el posterior reciclaje. A continuación, la espuma se enfría y se solidifica, de modo que la estructura porosa se mantiene de forma permanente.
El resultado es un material con muchas porosidades, que es muy ligero. En el Fraunhofer IWU se desarrollan construcciones con espuma de aluminio, por ejemplo, para máquinas herramienta o carcasas de baterías de tracción en coches eléctricos.
El Dr. Jörg Hohlfeld, líder del grupo de espuma metálica en el Fraunhofer IWU, subraya que estos sándwiches también son muy adecuados para cascos y superestructuras de barcos:
«Con aproximadamente un 30 por ciento menos de peso en comparación con el acero naval convencional, no tienen nada que envidiar a las placas de acero anteriores en términos de rigidez.»
El núcleo ligero y rígido de espuma de aluminio tiene la tarea de mantener las placas a una distancia constante y, por lo tanto, preservar la rigidez a la flexión del sándwich. Las placas exteriores absorben las cargas aplicadas y las disipan. Desde el punto de vista de fabricación, los investigadores no ven obstáculos insuperables: la distribución uniforme de la estructura porosa en el núcleo de espuma ahora se puede controlar bien incluso en componentes de gran volumen, y se pueden garantizar propiedades reproducibles. Los sándwiches se pueden prefabricar en dimensiones más grandes (por ejemplo, 2,0 m x 1,5 m) y unir en grandes conjuntos mediante procesos de soldadura comunes (por ejemplo, MAG).
Unos costos de material y proceso ligeramente más altos en la fabricación de los sándwiches en comparación con las placas de acero convencionales deberían ser más que compensados en la construcción naval por las ventajas económicas y ecológicas, ya que los períodos de poca precipitación y niveles bajos han aumentado notablemente en los últimos años.
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