Niveluri scăzute ale apei pe Rin, Dunăre și Elba afectează grav navigația interioară și au cu atât mai multe efecte asupra dezvoltării economice, cu cât durează mai mult. Adâncirea canalelor este controversată din cauza impactului ecologic, iar o revenire a transporturilor grele pe drum nu este posibilă pentru multe bunuri și ar afecta în special podurile supraaglomerate și secțiunile de drum care necesită reparații. Este mai sustenabil să ne concentrăm asupra construcției navelor: o greutate redusă înseamnă un pescaj mai mic și, prin urmare, opțiunea de a transporta bunuri chiar și atunci când alte nave riscă să rămână blocate.
De exemplu, pereții și punțile navelor ar putea permite economii semnificative de greutate prin construcția în sandwich, care ar putea crește capacitatea de încărcare față de greutatea netă a navei cu până la 30% în condiții de apă scăzută – sau ar putea tolera niveluri de apă mai scăzute cu aceeași capacitate de încărcare.
Construcție în sandwich cu miez ușor din spumă de aluminiu
Într-o astfel de construcție în sandwich, spuma de aluminiu este plasată între două plăci subțiri de oțel sau aluminiu. Spuma de aluminiu este un material structural metalic ultraușor cu o densitate de sub un gram pe centimetru cub. Principiul de bază al fabricării spumei de aluminiu este similar cu cel al spumării unui aluat de tort:
Pulberii de aluminiu li se adaugă o pulbere de agent de spumare (de exemplu, hidrid de titan), care eliberează gaz la încălzire, de obicei hidrogen. Bulele de gaz formate se dispersează în aluminiul lichid și îl umflă într-o structură spumoasă. În procesul de spumare, spuma de aluminiu se leagă de plăcile metalice de acoperire printr-o legătură metalică. Pentru fabricarea compozitelor nu este necesar un adeziv – un mare avantaj pentru reciclarea ulterioară. Apoi, spuma este răcită și se solidifică, astfel încât structura poroasă să rămână permanent intactă.
Rezultatul este un material cu multe pori închiși, care este foarte ușor. La Fraunhofer IWU, se dezvoltă construcții cu spumă de aluminiu, de exemplu, pentru mașini-unelte sau carcase de baterii de tracțiune în mașinile electrice.
Dr. Jörg Hohlfeld, liderul grupului de spumă metalică de la Fraunhofer IWU, subliniază că aceste sandwich-uri sunt de asemenea foarte potrivite pentru carcasele exterioare ale navelor și structurile de nave:
„Cu aproximativ 30% mai puțină greutate față de oțelul tradițional pentru construcția de nave, acestea nu sunt cu nimic mai prejos decât plăcile de oțel existente în ceea ce privește rigiditatea.”
Miezul ușor și rigid din spumă de aluminiu are rolul de a menține plăcile la o distanță constantă și, astfel, de a menține rigiditatea la îndoire a sandwich-ului. Plăcile exterioare preiau sarcinile aplicate și le direcționează. Din punct de vedere al fabricării, cercetătorii nu văd obstacole insurmontabile: distribuția uniformă a structurii poroase în miezul de spumă este acum bine controlabilă și proprietăți reproducibile pot fi asigurate. Sandwich-urile pot fi prefabricate în dimensiuni mai mari (de exemplu, 2,0 m x 1,5 m) și unite în grupuri mari prin metode de sudare obișnuite (de exemplu, MAG).
Costuri ușor mai mari ale materialului și procesului în fabricarea sandwich-urilor comparativ cu plăcile de oțel convenționale ar trebui să fie compensate mai mult decât suficient în construcția de nave, datorită avantajelor economice și ecologice – deoarece perioadele cu precipitații scăzute și niveluri scăzute ale apei au crescut semnificativ în ultimii ani.
Contact:
