espuma de aluminio

EEssppuummaass ddee aalluummiinniioo.. FFaabbrriiccaacciinn,, pprrooppiieeddaaddeess yy aapplliiccaacciioonneess(())

J.A. Gutirrez-Vzquez* y J. Ooro*

RReessuummeenn Las espumas de aluminio son materiales porosos que tienen una relevante combinacin de propiedades fsicas y me-cnicas, tales como alta rigidez conjuntamente con un peso especfico muy bajo. En este artculo se revisan la estruc-tura, los procesos de fabricacin y las propiedades fsicas, qumicas y mecnicas, as como las aplicaciones de las espu-mas de aluminio. Los procesos de fabricacin se han clasificado atendiendo al estado de agregacin en el cual se pro-cesa el metal. El aluminio fundido puede espumarse, directamente, por inyeccin directa de gas o por la adicin deagentes espumantes. Indirectamente, puede conseguirse la espumacin llevando a fusin componentes procesadospor sinterizado que tienen en su interior un agente espumante. Puede conseguirse la espumacin de piezas sinteriza-das en estado slido por espumacin de un gas inerte mediante tratamiento trmico. Tambin, es posible obtener es-pumas de aluminio por electrodeposicin o por deposicin en fase vapor. En la segunda parte de este trabajo se ana-lizan las propiedades fsicas, qumicas y mecnicas de las espumas de aluminio, as como las diferentes formas de ca-racterizacin. Por ltimo, se detallan las aplicaciones de las espumas de aluminio, dividindolas en funcin de losdiferentes sectores industriales.

PPaallaabbrraass ccllaavvee Espumas de aluminio; Espumacin; Precursor; Agente espumante; Porosidad.

AAlluummiinniiuumm ffooaammss.. MMaannuuffaaccttuurree,, pprrooppeerrttiieess aanndd aapppplliiccaattiioonnss

AAbbssttrraacctt Aluminium foams are porous materials to have many interesting combinations of physical and mechanical properties,such as high stiffness in conjunction with very low specific weight. The aluminium foam structure, manufactureprocesses, physical, chemical and mechanical properties and applications are reviewed in this paper. The variousmanufacturing processes are classified according to the state of matter in which the metal is processed. Liquid aluminiumcan be foamed directly by injecting gas or gas-releasing blowing agents. Indirect methods include melting ofpowder compacts which contain a blowing agent. An inert gas entrapped in powder compacts can produce aluminiumfoams in solid state after heat treatment. Electro-deposition or metal vapour deposition also allow for the productionof aluminium foams. Physical, chemical and mechanical properties and the various ways for characterising thealuminium foams are reviewed in second section of this paper. Finally, the various application fields for aluminiumfoams are discussed. They are divided into different industrial sectors.

KKeeyywwoorrddss Aluminium foam; Foaming; Precursor; Foaming agent; Porosity.

REVISTA DE METALURGIA, 44 (5)SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 457-476, 2008

ISSN: 0034-8570EISSN: 1988-4222

DOI: 10.3989/REVMETALM.0751

457

11.. IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN

El estudio de la estructura de los materiales y su rela-cin con las propiedades est permitiendo el desarro-llo de materiales y equipos con, cada vez, ms altasprestaciones tecnolgicas. En los ltimos aos, losinvestigadores han reconocido la existencia, en lanaturaleza, de materiales y estructuras de alta eficien-cia: materiales livianos y resistentes como los hue-sos, la caa de bamb o la madera, que nos presentanunos materiales porosos capaces de formar estructu-

ras de alta rigidez con bajo peso especfico. Los mate-riales porosos polimricos fabricados por el hombretienen aplicaciones generalizadas, en todos los cam-pos tecnolgicos, que van desde el aislamiento tr-mico y acstico, al embalaje, la industria del mue-ble, automocin, etc. Por el contrario, los materia-les metlicos porosos han experimentado undesarrollo mucho ms lento y no ha sido, sino hastahace pocos aos, en que el desarrollo de nuevos pro-cesos de fabricacin y la obtencin de productos depropiedades relativamente homogneas y coste

RREEVVIISSIINN

() Trabajo recibido el da 4 de octubre de 2007 y aceptado en su forma final el da 12 de mayo de 2008.* Dept. Ingeniera y Ciencia de los Materiales, ETSI Industriales. Universidad Politcnica de Madrid, C/ Jos Gutirrez Abascal, 2. 28006 Madrid,Espaa.

J.A. GUTIRREZ-VZQUEZ Y J. OORO

458 REV. METAL. MADRID, 44 (5), SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 457-476, 2008, ISSN: 0034-8570, EISSN: 1988-4222, 10.3989/REVMETALM.0751

razonable ha permitido disponer, industrialmente,de estos nuevos materiales.

Los metales porosos son el resultado de la combi-nacin de gases y metal, donde los gases en forma deburbujas ocupan entre un 50 % y un 90 % de la es-tructura total, por lo que se consiguen densidadesmuy bajas (entre 0,03-0,2 gr/cm3), con propiedadesque son, por un lado, caractersticas del metal delque estn formados y, por otro, derivadas de su pe-culiar estructura; el resultado es un material que brin-da diversos rangos de propiedades trmicas, mecni-cas y acsticas que son especialmente interesantesen aplicaciones de estructuras ultraligeras, as comosistemas de alta resistencia al impacto, elementos dedisipacin de calor y aislamiento acstico[1 y 2].

Las espumas metlicas son un caso particular delos materiales porosos o materiales celulares: cuerposslidos con gases dispersos en su interior[3]. El trminoespuma est, generalmente, referido a la dispersin deburbujas de gas en un lquido. Si la morfologa de unaespuma puede mantenerse despus de la solidificacindel lquido obtenemos una espuma slida. El procesode formacin de espumas metlicas requiere la espuma-cin del material desde el estado lquido o tempera-turas muy prximas, para que se puedan alcanzar con-diciones de fluidez que permitan la espumacin. Losporos son, generalmente, redondos y aislados unos deotros. Cuando los poros forman vacos interconectadosse le denomina tambin esponja metlica[4].

Se tiene conocimiento que el primer registro de es-pumas metlicas data de 1948, con la patente deBenjamn Sosnick[5]: Proceso para hacer espuma conmasa de metal. Su mtodo aprovech el disponer de fa-ses intermedias con diferentes puntos de fusin y deebullicin para formar un slido lleno de poros cerrados.Los usos sugeridos para este nuevo producto aprove-chaban las mejoras de la resistencia al impacto de laespuma, as como las propiedades de absorcin de calory sonido. El proceso era bastante costoso y slo produ-jo cantidades pequeas de una espuma bastante irre-gular; quizs, por eso, no tuvo un desarrollo posterior.

En 1958 se obtuvieron las primeras espumas me-tlicas con poro abierto[6]. Estas espumas se obtuvie-ron vertiendo sobre aluminio fundido partculas desal, que una vez disueltas, daban lugar a una estructu-ra de espuma con poros abiertos ms fiable que el m-todo de Sosnick, pero se apreci ms como curiosidadcientfica que como material tecnolgico.

En 1959, United Aircraft Corporation desarrollola patente de un mtodo para hacer espumas, en elcual polvo metlico era mezclado con un productoformador de gas por descomposicin a alta tempera-tura[7]. Esta mezcla de polvos era compactada, extrui-da y enfriada, para obtener un metal slido quecontena un agente en polvo espumante. Cuando es-

te slido se calentaba a la temperatura de fusin delmetal, el agente espumante se descompona para sol-tar gas en el metal fundido, creando una espuma me-tlica. No obstante, enfriar la espuma era un proble-ma, utilizndose agua fra o caliente, volvindose undesafo la produccin de espumas fiables.

En 1963 Hardy y Peisker[8], patentaron un mto-do en el cual agregaban los agentes espumantes direc-tamente al metal semifundido mejorando la estructu-ra (en el caso de aluminio fundido tambin agregaronsilicio, para aumentar su viscosidad y encapsular elgas). Esto llev a un abaratamiento en los costos deproduccin en comparacin a la compactacin de pol-vo. Las espumas metlicas obtenidas a partir de metalfundido han centrado el principal inters comercial.Varios centros de investigacin y empresas han traba-jado en mtodos alternativos para producir espumasy han desarrollado con xito varios procesos basados enla infiltracin, deposicin, y otros sistemas, con unagama amplia de costos y calidad de espumas.

Las espumas metlicas debido a su multifunciona-lidad y aporte cientfico se han convertido en un atrac-tivo campo de investigacin de nuevos materiales, cre-ando nuevas perspectivas en las aplicaciones indus-triales. Las espumas metlicas tienen muchascombinaciones interesantes de propiedades fsicas ymecnicas (elevada rigidez junto con un bajo peso es-pecfico o gran permeabilidad a los gases combinadacon elevada resistencia mecnica), que pueden ser uti-lizadas en diversas aplicaciones estructurales con unabanico de propiedades que en la actualidad no estncubiertas por otros materiales. Por esta razn, en losltimos quince aos, la investigacin sobre estos ma-teriales se ha extendido a todos los niveles[9-11].

Actualmente, gran parte de la investigacin de es-pumas se centra en las espumas de aluminio ya queanan baja densidad, resistencia a la corrosin y unpunto de la fusin relativamente bajo, que las hacenfciles de manipular. La produccin de espumas de n-quel, hierro y plomo (los dos ltimos, de calidad du-dosa) estn, de momento, en la fase de investigacin.La aplicacin exitosa no depende, nicamente, de suspropiedades termomecnicas sino, en gran medida, deatributos adicionales: costos bajos de fabricacin, du-rabilidad medioambiental y resistencia al fuego. Debidoa la diversidad de requerimientos, la disponibilidad yanlisis multifuncional es el elemento esencial en laestrategia de su desarrollo tecnolgico[12]. Las espu-mas a base de aluminio, por otra parte, compiten conlos materiales compuestos aportando ventajas de altarigidez a menor coste. Sin embargo, el mercado de lasespumas metlicas todava est limitado, debido alcosto relativamente alto de produccin de espumasde buena calidad. Ha habido buen progreso hasta aho-ra, aunque la verdadera prueba de las espumas de

ESPUMAS DE ALUMINIO. FABRICACIN, PROPIEDADES Y APLICACIONESALUMINIUM FOAMS. MANUFACTURE, PROPERTIES AND APPLICATIONS

REV. METAL. MADRID, 44 (5), SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 457-476, 2008, ISSN: 0034-8570, EISSN: 1988-4222, 10.3989/REVMETALM.0751 459

aluminio es saber si pueden ocupar el mercado actualde los materiales convencionales y en qu medida.

22.. EESSTTRRUUCCTTUURRAA DDEE LLAASS EESSPPUUMMAASSDDEE AALLUUMMIINNIIOO

La espuma de aluminio es un material metlico rela-tivamente isotrpico muy poroso con una distribu-cin aleatoria de los poros dentro de la estructura. Losporos, esencialmente esfricos y cerrados, ocupan del50 al 90% del volumen total. Las propiedades mec-nicas y fsicas dependen fuertemente de la densidad,tpicamente, en el rango de 0,4 a 0,8 gr/cm3. Las espu-mas de aluminio resultan materiales muy eficaces enla absorcin de sonido, proteccin electromagntica,absorcin de energa de impacto y vibracin, no soninflamables y permanecen estables a alta temperatu-ra[13]. La espuma de aluminio es reciclable y no con-taminante, ofreciendo una combinacin de propie-dades fsicas, mecnicas, trmicas y acsticas, caracte-rsticas de un material homogneo.

Las espumas se dividen en dos tipos de estructuras:de poros cerrados, que comnmente se usa en apli-caciones estructurales, y de poros abiertos, que es uti-lizada por sus propiedades especficas (trmicas, su-perficiales, etc.)[14]. Los poros en las espumas de alu-minio son, esencialmente, esfricos y parcialmentecerrados, generalmente, interconectados, aunquetambin puede lograrse una porosidad completamen-te cerrada[15]. La forma del poro se puede tambindescribir por su geometra. Este parmetro se expre-sa como p/pc, donde, p es la longitud del permetrodel poro y pc es la longitud de la circunferencia queinscribe el poro (circunferencia de Cauchy). Para unporo esfrico, p/pc tiene el valor mnimo de uno. Nohay ningn dimetro tpico de poro, no obstante, al-gunas muestras pueden prepararse con tamaos deporo controlado (entre 0,5-8 mm) dependiendo dela composicin de la matriz o los parmetros de es-pumado (temperatura y tiempo). Si cambiamos latemperatura de espumado y el tiempo, con aproxi-madamente la misma densidad del material, pode-mos obtener diferentes estructuras de poro en dife-rentes preparados de la misma aleacin.

Poros cerrados: Las espumas de aluminio deporos cerrados se caracterizan por tener unagran rigidez y gran aislamiento acstico(Fig. 1). Pueden obtenerse por inyeccin di-recta de gases al metal fundido o mediante eluso de un agente espumante o un precursorespumable con el material en el intervalo s-lido-lquido.

Poros abiertos: Las espumas de aluminio deporos abiertos tienen especiales propiedades

trmicas que habilitan aplicaciones para la di-sipacin de calor, recuperacin de elementos,filtros y catalizadores (Fig. 2). A diferencia delas espumas de poro cerrado, la fabricacin deespumas de poro abierto est principalmentebasada en la utilizacin de materiales de re-lleno que luego son eliminados. Este tipo deestructuras se pueden fabricar partiendo delestado lquido, pulvimetalurgia, deposicinqumica, etc.

33.. OOBBTTEENNCCIIOONN DDEE EESSPPUUMMAASS

La fabricacin de espumas de aluminio se ha conse-guido implementando diferentes tecnologas.

FFiigguurraa 22.. Espuma de aluminio de poro abiertofabricada en molde de yeso por infiltracin dealuminio fundido en una espuma polimrica.

Figure 2.Open cell aluminium foam manufacturedin mould of plaster by melt aluminium infiltration inpolymeric foam.

FFiigguurraa 11.. Espuma de aluminio de poro cerrado.

Figure 1. Closed cell aluminium foam.



33..11.. OObb tt eenncc ii nn dd ee eessppuu mmaass pp oo rriinnyyeecccciinn ddee ggaass eenn eell mmeettaall ffuunnddiiddoo

Los metales lquidos, en determinadas condiciones,pueden dar lugar a espumas por la introduccin deburbujas de gas que quedan atrapadas en el interior dellquido. Las burbujas de gas formadas en un metal l-quido tienden muy rpidamente a alcanzar la super-ficie debido a su menor densidad. Un aumento de laviscosidad del metal fundido y una adecuada modifi-cacin de las condiciones de presin y temperaturapueden dificultar la migracin del gas y estabilizartemporalmente su permanencia dentro de un metalfundido hasta conseguir su solidificacin.

3.1.1. El Proceso Hydro/Alcan

El metal lquido, cuya viscosidad ha sido incremen-tada por la adicin de partculas cermicas (carbu-ro de silicio, almina o magnesia), es espumado porla inyeccin de gases (aire, nitrgeno o argn) uti-lizando impulsores rotatorios o soplantes vibrato-rios, que producen una mezcla viscosa que flota enla superficie del lquido formando una masa unifor-me de burbujas de gas en el lquido (Fig. 3). La pre-sencia de las partculas cermicas en el lquido ha-ce que la espuma sea relativamente estable. La ex-traccin y solidificacin de la espuma permiteobtener planchas continuas de la longitud deseaday espesores variables, habitualmente, de 10 cm. Lafraccin de partculas cermicas est en un inter-valo del 10 al 20 %, con tamaos de partcula entre5 y 20 m. La densidad del aluminio producido es-t en el intervalo de 0,07 a 0,54 gr/cm3, con tama-

os de poro de 3 a 25 mm y espesores de pared de50 a 85 m. Los tamaos de poros y la densidad delproducto se pueden modificar variando los parme-tros operacionales.

Este proceso desarrollado por Alcan Internationaly CYMAT Corporation, tiene como principales ven-tajas el ser una tcnica de fabricacin continua, porlo que pueden hacerse cantidades grandes, y ser unproceso econmico y relativamente sencillo[16]. Losinconvenientes son las dificultades para controlar ladispersin de gas y el tamao de los poros, que pue-den ser muy grandes (bajas propiedades mecnicas).Adems, el proceso slo produce planchas de espuma;la superficie es irregular; necesita mezclar partculascermicas y no pueden obtenerse todas las aleacio-nes (algunas no son bastante viscosas).

3.1.2. El Proceso Alporas

Consiste en agregar gas al metal fundido medianteun agente espumante o compuesto que, al descom-ponerse a una determinada temperatura, emite ungas que inicia el proceso de espumado. Usando unagente espumante slido es posible dispersar el gasms uniformemente a lo largo del metal fundido,dando lugar a un mayor control sobre la localiza-cin y tamao de los poros de forma que puedenobtenerse de tamao ms pequeo y con una dis-tribucin ms uniforme. El proceso requiere aumen-tar la viscosidad del metal fundido para impedir quelas burbujas de gas floten, se unan o escapen al ex-terior. Esto, puede lograrse mezclando polvos o fi-bras en el metal fundido. La Compaa de AlambreShinko desarroll el mtodo Alporas, mezclandoaproximadamente 1,5 % de Ca o Mg en una fundi-cin de aluminio a 680 C, para aumentar su vis-cosidad. Despus de que la viscosidad alcanza el va-lor deseado se agrega 1,6 % de TiH2, el cual liberagas (hidrgeno) y titanio que entra en solucin s-lida. Esto provoca la espumacin del aluminio fun-dido con porosidades entre 84 y 95 %, tamaos deporo promedio de 2 a 10 mm y densidades tpica-mente entre 0,18 y 0,24 g/cm 3, fabricndose piezasde dimensiones 2050 650 450 mm, de un pesosuperior a 160 kg.

Entre las ventajas del proceso Alporas se puedensealar: un tamao celular uniforme, con poro mspequeo y ms homogneo que la espuma Alcan;adems, no requiere la adicin de partculas de carbu-ro de silicio. El proceso es fcil de hacer, pero es mscostoso debido a los aditivos y no produce espumascon la geometra especfica (el espumante no puedeser agitado y mezclado adecuadamente en moldescomplejos).

FFiigguurraa 33.. Fabricacin de espuma de aluminiopor adicin directa de gas a la fundicin con vis-cosidad reforzada.

Figure 3. Production of aluminium foam by directaddition of gas to the melt with reinforcedviscosity.



3.1.3. El Proceso Formgrip (dos etapas)

El proceso espumado desarrollado en Compositesand Coatings Group ha sido denominado Formgrip(Foaming Of Reinforced Metal by Gas Release InPrecursor), o espumado de un metal reforzado por laliberacin de un gas precursor. El proceso utiliza elmetal fundido para producir un material espuma-ble (precursor), donde el hidruro de titanio, al ele-var la temperatura, produce una capa de xido de ti-tanio en la superficie, que limita la permeabilidad alhidrgeno. El hidruro es, entonces, mezclado en elaluminio fundido (agregando las partculas de car-buro de silicio para aumentar la viscosidad); la ca-pa de xido en las partculas del hidruro acta co-mo una barrera para retardar la descomposicin delhidruro de titanio dentro del metal lquido duran-te un tiempo suficiente para permitir dispersar elhidruro de titanio dentro de la fundicin. Esto, pro-duce un precursor ligeramente poroso hecho de me-tal, agente espumante, y carburo de silicio que pue-de ser cortado y almacenado[17]. En un segundo pa-so, el precursor se coloca en un molde (de cualquierforma) y se calienta a una temperatura ligeramen-te superior a la temperatura de fusin de la alea-cin de aluminio, tpicamente, a 680 C. El hidru-ro de titanio se descompone, emite hidrgeno y for-ma una espuma que expande el precursor hastallenar el molde. Ajustando el tiempo de produc-cin, se pueden obtener espumas con porosidadesentre 50 y 95 %, con tamaos de poro entre 1 y 10mm y piel exterior slida.

Las espumas producidas presentan una estruc-tura homognea y controlada. Pueden fabricarsepiezas con geometra variada puesto que el precur-sor puede calentarse dentro de cualquier moldecomplejo para producir dimensiones muy exactas.La desventaja principal del proceso es la restriccinde los materiales usados (en particular la necesidadde agregar partculas cermicas o de SiC) en el me-tal fundido para reforzar la viscosidad, lo que au-menta el costo del proceso y hace espumas ms que-bradizas[18].

3.1.4. Precursor espumable producido portcnicas de metalurgia de polvos(Alulight)

Este mtodo es utilizado por Alulight Internationalpara producir espumas de aleacin de aluminio conporosidades entre 63 y 89 % y tamaos de porosdel orden de milmetros (Fig. 4). La tcnica tam-bin se ha utilizado para producir espumas de ace-ro, y estructuras tipo sandwich espumadas en un

solo paso. El proceso consiste en producir un precur-sor espumable resultado de mezclar partculas me-tlicas con un agente espumante y un elemento re-forzante para aumentar la viscosidad del metal fun-dido. El secreto para producir un precursorconveniente es comprimir los polvos mezclados enun bloque relativamente slido, para que cuandotenga lugar el espumado, el gas no escape del mate-rial. Esto, puede lograrse por compactacin de unamezcla de polvos, seguida por una extrusin en fro.La friccin entre las partculas durante la extrusindestruye las capas de xido y las une. Alterna-tivamente, la mezcla de polvo puede estar compac-tada en caliente a una temperatura por debajo dela que provoca la descomposicin del agente espu-mante. En algunos casos, es posible compactar elpolvo a la temperatura de descomposicin del agen-te espumante, el cual es atrapado en el metal (queest por debajo de la temperatura de fusin) y ladescomposicin es inhibida por la alta presin. Enun paso siguiente, el precursor se funde dentro de unmolde y se calienta a la temperatura de descompo-sicin del agente espumante. La estructura celularde la espuma producida con estos precursores es es-trechamente dependiente de la temperatura, la pre-sin, el tiempo de coccin y la aleacin usada.

Esta tcnica se ha usado para producir espumasde aluminio, bronce y cobre, con 0,5 y 1 % de hi-druro de titanio o bicarbonato sdico como agentesespumantes. La desventaja principal es su costo re-lativamente alto debido, principalmente, a la nece-sidad de producir, mezclar y manejar los polvos demetal finos.

FFiigguurraa 44.. Espuma de aluminio obtenida median-te un precursor espumable producido por pulvi-metalurgia (Alulight).

Figure 4. Aluminium foam obtained by a foamableprecursor produced by powder metallurgytechniques (Alulight).



33..22.. MMttooddooss qquuee aapprroovveecchhaann ssiisstteemmaassddee aalleeaacciinn eessppeeccffiiccooss

3.2.1. Sistemas de aleacin con una fasevoltil

Es el primer mtodo reseado para la fabricacin deuna espuma metlica. Desarrollado en 1948, el pro-ceso involucra una expansin rpida del metal fun-dido a alta presin y temperatura, en presencia de unmetal voltil (mercurio, magnesio, zinc o cadmio).El proceso se muestra esquemticamente en la figu-ra 5. Durante el calentamiento, los dos metales perma-necen dentro de un vaso a presin (1) y se calientanpor encima de la temperatura de vaporizacin delcomponente ms voltil. El mercurio se vaporiza to-talmente debido a la presin dentro del vaso. El calen-tamiento contina a la temperatura de fundicin delmetal, una vez fundido el aluminio queda atrapado elgas del mercurio (2). La masa fundida es removidadel vaso a presin, y el mercurio se vaporiza totalmen-te y se expande dentro del metal fundido, para pro-ducir una espuma (3) que se enfra y solidifica. La ve-locidad del proceso de espumado hace difcil obteneruna estructura celular uniforme o reproducible.

3.2.2. Solidificacin direccional en metalesfundidos saturados de gas

El proceso GASAR (desarrollado en la AcademiaEstatal de Metalurgia de Ucrania, en 1993, significareforzado con gas) aprovecha que algunos metales l-quidos forman un sistema eutctico con el hidrgeno;estos metales son fundidos en una atmsfera de hi-drgeno bajo alta presin (por encima de 5 MPa) y el

resultado es una fundicin homognea cargada dehidrgeno. Si la temperatura baja, la fundicin su-frir una transicin eutctica a un sistema heterog-neo de dos fases (slido+gas). Cuando la fundicinsolidifica gradualmente, en una base fra del crisol(entre 0,05 y 5 mm/s), el gas formado en la transfor-macin eutctica es atrapado en el metal en formade poros largos y paralelos alineados en la direccindel enfriamiento, estando su morfologa determina-da por la direccin del enfriamiento, la presin delgas, el metal o la aleacin usada, la presencia de in-clusiones no disueltas y la temperatura de fusin[19].

Se han fabricado espumas usando aluminio, n-quel, cobre, hierro, magnesio y otras aleaciones, conporosidades entre 5 y 75 %, dimetros de poro entre10 m y 10 mm y longitudes de poro de 100 m a300 mm. La uniformidad de los poros es variable,tendiendo a ser mejor en la primera parte del metalsolidificado (cerca de la base enfriada del crisol) queen las partes superiores. Este proceso produce espumasde baja porosidad y baja calidad, donde los nivelesde porosidad mximos no son particularmente altos.La forma final solo puede reproducirse para formassimples, la fabricacin es lenta y difcil a escala in-dustrial y el proceso es complejo y costoso.

33..33.. MMttooddooss bbaassaaddooss eenn llaa uunniinn ddeemmaatteerriiaalleess

3.3.1. Sinterizacin de polvos de metal yfibras sin consolidacin

El mtodo utiliza la sinterizacin parcial de polvosde metal produciendo espumas con porosidades

FFiigguurraa 55.. La produccin de espuma de aluminio por la incorporacin de una fase voltil. Se funde elmetal bajo presin, y al bajar la presin bruscamente se produce la espumacin.

Figure 5. Production of aluminium foam by the addition of a volatile phase.The metal is melting underpressure, and suddenly lowering the pressure to allow foaming.



relativamente bajas, tpicamente entre 30 % y 50 %y poro abierto. La porosidad puede incrementarse in-corporando un material de relleno que se evapore odesintegre durante el proceso de sinterizacin.Sustituyendo los polvos de metal total o parcialmen-te por fibras cortas, puede obtenerse un rango ms al-to de porosidad (por encima del 96 o 98 %) y el ma-terial obtenido puede utilizarse para filtros de altapermeabilidad. Las espumas producidas de fibras tie-nen ductilidad y resistencia significativamente msalta que aqullas hechas de polvos metlicos[20]. Lasfibras de metal producen espumas con porosidad msalta, pero producirlas y manejarlas es costoso. La re-sistencia de las espumas est limitada por los peque-os puntos de contacto entre los granos de polvo olas fibras; por lo cual, la resistencia mecnica es pobre.No obstante, puede fabricarse, con esta tcnica, unaamplia gama de metales y aleaciones, y las espumaspueden obtenerse con las dimensiones finales reque-ridas, evitando la necesidad de corte y mecanizandode las piezas.

3.3.2. Sinterizacin de esferas huecas demetal

Las espumas son fabricadas por sinterizacin de es-feras huecas de metal, en lugar de polvos. Las espumasproducidas no contienen una proporcin grande demetal slido, por lo que pueden obtenerse densida-des muy bajas. Las esferas con dimetros entre 500 y6.000 m, con espesor de pared entre 5 y 400 m,pueden, fcilmente, concentrarse en agrupacionesregulares. La sinterizacin de las esferas, fundindo-se en los puntos de contacto, ha producido espumasde acero y otros materiales con densidades relativas,entre 80 % y 87 %, con buenas propiedades mec-nicas[21]. La desventaja principal de esta tcnica esel costo, ya que es relativamente difcil a escala in-dustrial, adems del gran nmero de pasos requeridopara su fabricacin.

3.3.3. Produccin a par tir de polvo,disolviendo una parte soluble

Las primeras espumas metlicas de poro abierto serealizan llenando un molde impregnado de grafitocon una mezcla de polvos de aluminio y granos deNaCl (de 4 mm de ancho). El conjunto, una vez com-pactado y sinterizado a una temperatura por encimadel punto fusin del aluminio, se convierte en unapreforma slida densa de dos fases. Esta preforma seintroduce en agua donde la sal se separa por dilucin

de la espuma de aluminio. Debido a la necesidad deasegurar una red continua de aluminio, la porosidadmxima recomendada es del 85 %; de la misma for-ma, la porosidad mnima deber ser del 50 % paraevitar atrapar el NaCl en la estructura final, que po-dra corroer al aluminio durante su vida en servicio.Las espumas tienen tamaos de poro entre 50 m y 10mm. El tamao de los poros se controla escogiendo eltamao adecuado del NaCl. No hay restriccin enlas aleaciones utilizadas. La geometra de los polvosutilizados debe ser suficientemente simple para per-mitir una fcil compactacin. El proceso permite ob-tener las espumas con la forma final. Las espumas ob-tenidas son de poro abierto de alta calidad, con granreproducibilidad de propiedades, pero el proceso esrelativamente costoso debido al manejo de polvos fi-nos. La disolucin de NaCl es un paso importanteen la produccin de muestras grandes debido al largotiempo que toma disolver toda la sal[15]. La calidadde las espumas producidas usando este mtodo es muyalta, pero es un proceso difcil a escala industrial.

33..44.. UUssaannddoo ccoommoo mmoollddee uunnaa eessttrruuccttuurraacceelluullaarr

3.4.1. Preforma soluble en agua

Desarrollado en el Instituto Federal de TecnologaSuizo, consiste en llenar un molde con un materialde bajo costo que formar los poros (rocas de sal) seagita y mezcla hasta obtener una densidad estable.Se sinteriza al aire y se enfra. Al fundir los granosde sal en los puntos de contacto se produce un bloquergido de sal con la forma del molde, manteniendocanales abiertos en los espacios entre los granos ori-ginales. En el proceso ms simple, el aluminio fun-dido se vierte simplemente en el bloque para infil-trar los canales. La estructura entera es removida delmolde, enfriada, y colocada en agua para disolver lasal. Al final, se obtiene una espuma con poro abier-to cuyo tamao y diseo es similar a los granos de saloriginales, y un tamao celular mnimo de, aproxi-madamente, 1 mm.

Una versin ms avanzada de este proceso infil-tra el metal lquido a presin por un gas inerte, dn-de la preforma de sal est al vaco. Posteriormente,como en el proceso anterior, se disuelve la sal y seobtiene una espuma de poro abierto. El uso de pre-sin durante el paso de infiltracin produce espu-mas con poros pequeos de hasta 50 m. Este pro-ceso ofrece la posibilidad adicional de usar granosde sal de diversos tamaos durante la produccinde la preforma para producir espumas con diferen-tes tamaos de poro, en regiones diferentes o con



una distribucin controlada de tamao de poro. Elcosto, tambin, es el ms bajo porque no se utilizametal en polvo. Se han producido espumas con untamao de poro entre 50 m y 5 mm. No hay res-triccin en los metales o aleaciones que puedenusarse en este proceso, a no ser que reaccionen conla sal o el agua. La calidad de las espumas produci-das es buena, y puede obtenerse un tamao de poropequeo. Las desventajas consisten en que el proce-so es lento, difcil a escala industrial, e involucramuchos pasos[22].

3.4.2. Infiltracin en dos etapas

El proceso de infiltracin en dos etapas se utiliza pa-ra hacer espumas de aluminio de poro abierto que re-produce la forma de las espumas polimricas con unbuen control dimensional. El proceso se muestra enla figura 6. Una espuma de poliuretano se infiltra,primeramente, con yeso y se calienta a 700 C parafundir la espuma de poliuretano y dejar una cadena decanales a lo largo del bloque de yeso. El metal fun-dido se vierte en el molde, normalmente en vaco ycon alta presin, para asegurar la total infiltracin.El yeso se disuelve para dar una espuma metlica conla forma final y una estructura idntica a la espuma delpolmero original.

Este proceso produce cantidades relativamentepequeas de espumas de elevado costo, pero de grancalidad con buenas propiedades mecnicas del ma-terial (Fig. 2). La porosidad puede ser hasta del 98%,con un tamao de poro entre uno y varios milme-tros. La forma del producto final puede reproducir-se fcilmente y pueden seleccionarse zonas slidasaplicando cera en la preforma del polmero. Puedefabricarse con esta tcnica cualquier metal o alea-cin. Este mtodo se usa para producir, comercial-mente, espumas para intercambiadores de calor, filtrosy materiales de absorcin acstica. Las principalesdesventajas son la complejidad, costo y las dificulta-des para desmoldear el producto[22].

3.4.3. Deposicin sobre una preforma

Se han desarrollado procesos para depositar metalsobre espumas de polmero de poro abierto. Una vezque el polmero es cubierto, totalmente, con el metal,se sinteriza para remover el polmero.

3.4.3.1. Electrodeposicin

La electrodeposicin se realiza sobre una espuma depoliuretano de poro abierto, la cual es sumergida en

FFiigguurraa 66.. Proceso de infiltracin en dos etapas en un molde de yeso obteniendo una espuma de alu-minio con la misma estructura de la espuma de polmero inicial.

Figure 6. Infiltration process in two stages in a plaster mould obtaining aluminium foam with the samestructure of the initial polymer foam.



un fluido coloidal de negro de carbono. Se calientapara remover el polmero, dejando una red de poroabierto con canales huecos. Este proceso se usa, co-mercialmente, para producir espumas de nquel deporo abierto con el 95 % de porosidad y tamao deporo entre 400 y 5.000 m, principalmente, para eluso como electrodos de batera[23].

3.4.3.2. Deposicin en fase gaseosa

Una preforma de polmero de poro abierto es cubier-ta con un material de gran absorcin de infrarrojo,normalmente negro de carbono o pigmentos apro-piados. La deposicin en fase gaseosa se realiza a al-tas temperaturas, donde el Ni(CO)4 se descomponepara depositar una capa de nquel sobre la superficiedel polmero. Se utiliza radiacin infrarroja para ca-lentar la capa de polmero y facilitar la descomposi-cin del Ni(CO)4. La estructura celular es, posterior-mente, calentada para eliminar el polmero. Las espu-mas producidas por este mtodo son, mecnicamente,ms fuertes y muestran mejor conductividad que lasespumas electrodepositadas, debido, principalmen-te, a que se obtienen superficies ms uniformes. Estatcnica de deposicin se usa, comercialmente, paraproducir espumas de nquel, de poro abierto, con ta-maos de clulas entre 450 a 3.200 m y porosida-des altas de 70 a 98 %[24].

44.. PPRROOPPIIEEDDAADDEESS DDEE LLAASS EESSPPUUMMAASSDDEE AALLUUMMIINNIIOO

Las propiedades de las espumas de aluminio estn di-rectamente ligadas a la composicin qumica, pro-porcin y morfologa entre las zonas slidas y gaseo-sas que componen su estructura. Debido a la gran va-riedad de productos disponibles, obtenidos pormtodos de fabricacin muy distintos, como se hadetallado anteriormente, las propiedades presentanuna gran variabilidad. La principal ventaja de la uti-lizacin de las espumas de aluminio es el disponer deunas propiedades notablemente diferentes frente alas aleaciones metlicas originales que las hacen atrac-tivas para la fabricacin de nuevos productos y el des-arrollo de nuevas aplicaciones. La mejora continuade las espumas de aluminio para satisfacer nuevos re-querimientos y aplicaciones est basada en la obten-cin de propiedades cada vez ms especficas. Paraanalizar el comportamiento de las espumas y sus po-sibles usos se han dividido sus propiedades en tresgrupos: fsicas, qumicas y mecnicas.

44..11.. PPrrooppiieeddaaddeess ffssiiccaass

4.1.1. Densidad

Una de las ventajas de las espumas de aluminio es subaja densidad, lo que permite fabricar con ellas es-tructuras ultraligeras con elevada resistencia y rigi-dez especficas. La densidad de las espumas de alu-minio se encuentra en el rango de 0,4 -1,2 g/cm3, esdecir, los poros ocupan del 65 % al 85 % del volu-men total[25]. La densidad de la espuma de aluminiose determina por mtodos volumtricos (peso y ge-ometra) o mediante anlisis de imagen de la estruc-tura del poro interno; en este caso los poros en la su-perficie mecanizada se llenan con resina negra paraestablecer el contraste entre los poros y las paredesdel poro. Los resultados obtenidos por este medio sonbastante cercanos a la densidad obtenida por el m-todo volumtrico. Adicionalmente, el anlisis deimagen tambin da informacin sobre la distribucinde densidades en la muestra.

4.1.2. Propiedades elsticas

Los mdulos de Young y de cizallamiento se calcu-lan como la relacin de las tensiones frente a las de-formaciones resultantes. La importancia tcnica deque los mdulos de Young y de cizallamiento seangrandes, con relacin a la densidad, ha dado lugar aldesarrollo de distintas tcnicas para incrementar elvalor de estas propiedades. Un mdulo de elastici-dad relativamente alto, con densidad baja, permiteobtiene una rigidez especfica muy alta y puede mini-mizarse el peso de una estructura[9]. El mdulo deelasticidad en las espumas de aluminio depende, fuer-temente, de la densidad. La dependencia obedece auna funcin exponencial (E = Cte.n) con un expo-nente de valor, aproximadamente, n = 1,6. La fun-cin exponencial es dependiente del tamao y dis-tribucin de los poros y la presencia de aditivos enla aleacin de aluminio y, por tanto, de la tecnolo-ga utilizada para la fabricacin del material[26 y 27].

El mdulo de elasticidad de la espuma de aluminiono puede obtenerse fcilmente a partir de la curvatensin-deformacin. Esto, es debido al efecto de su-jecin y tambin debido a la deformacin plstica deparedes celulares muy delgadas en las fases iniciales deaplicacin de la tensin. El mtodo ms adecuadopara este propsito parece ser el clculo de la respues-ta de vibraciones libres de las muestras[15]. El mdu-lo de elasticidad tambin puede calcularse usando larespuesta frente a vibracin por impacto segn DIN53 440, donde el mdulo de elasticidad resulta, ca-si, independiente de la frecuencia de resonancia[28].



4.1.3. Propiedades trmicas

El aluminio tiene una alta conductividad trmica.Debido a la elevada superficie especfica de las espu-mas de aluminio, tanto con poros abiertos como ce-rrados, pueden constituir un medio eficiente para latransferencia de calor. Las especificaciones para es-tos materiales se realizan a partir de la disipacin decalor y los ndices de cada de presin[29]. Debido alos muchos parmetros que estn involucrados, pa-ra evaluar el comportamiento en diferentes espumascomerciales y asumir que los mismos coeficientes sonaplicables para un gran rango de densidades relati-vas y tamaos de poro de la espuma, se utilizan gr-ficos experimentales, que deben estar construidos pa-ra puntos especficos de velocidades del flujo lqui-do y del espesor de la espuma[30].

4.1.4. Propiedades elctricas

La conductibilidad elctrica de la espuma de alumi-nio depende significativamente de la densidad. Si losvalores experimentales se normalizan por las propie-dades de aleacin bsica, la dependencia obedeceuna ley exponencial con un exponente que vara de1,48 a 1,60. El exponente similar encontrado para laconductibilidad elctrica y trmica confirma la va-lidez de la ley de Wiedemann-Franz para las espumasde aluminio: LT = K/, donde, K es la conductivi-dad trmica, es la conductividad elctrica y L esuna constante (nmero de Lorenz que depende de latemperatura a la que se encuentre el metal). La re-sistividad real de la espuma tiene una componenteque aumenta con la temperatura, que no es sensiblea la estructura y es el resultado directo de la agita-cin trmica, cualquier otra imperfeccin da lugar aun segundo componente de la resistividad, que es elcomponente principal a temperaturas bajas y se cono-ce como resistividad residual[31].

4.1.5. Propiedades acsticas

Las espumas de aluminio poseen la capacidad de ab-sorber o rechazar parte de la energa sonora que lesllega. La incidencia de una onda acstica en un pa-ramento recubierto con este material, permite defi-nir el coeficiente de absorcin sonora por unidad desuperficie () a la relacin entre la energa sonora ab-sorbida por un material y la energa sonora incidentesobre dicho material. Este coeficiente depende, ade-ms, de la naturaleza del material, de la frecuencia ydel ngulo de incidencia de dicha onda acstica. Los

fabricantes de materiales suelen darlo en funcin deuna banda de frecuencias comprendida entre 125 Hzy 4 kHz.

Las espumas de aluminio, sobre todo aqullas conlos poros interconectados son muy eficaces en la ab-sorcin del sonido: el sonido entrante se refleja den-tro de la espuma entre los poros; la superficie del po-ro vibra convirtiendo el sonido en calor. Un nivelde sonido muy reducido se refleja dentro del espacioencerrado. El coeficiente de absorcin es una fun-cin del espesor del material, la densidad y el tama-o del poro. La mxima absorcin de sonido para lasfrecuencias incidentes puede ajustarse por el tama-o del poro de la espuma (agrandando la capa de ai-re, mximo cambia hacia frecuencias ms bajas).La mayor absorcin de energa sonora se produce pa-ra espumas con densidades en torno a 0,65 g/cm3 [28].La comparacin de coeficientes de absorcin de so-nido de espumas de aluminio de poros abiertos, elaluminio puro, la fibra de vidrio y la espuma de PU semuestra en la figura 7 [32].

44..22.. PPrrooppiieeddaaddeess qquummiiccaass

Las espumas de aluminio se fabrican tanto de alumi-nio puro como de aleaciones, lo cual hace que secomporten de diferente forma frente a la corrosin,por ejemplo al alear el aluminio con cobre se produ-cen precipitaciones de fase cerca de los limites de

FFiigguurraa 77.. Coeficiente de absorcin de sonidode diferentes espumas de aluminio de densidad0,5 g/cm3 con estructura de poro abierto con di-ferente dimetro de poro (a) en mm, comparadocon aluminio slido, espuma de PU y matriz defibra de vidrio[32].

Figure 7. Coefficient of absorption of sound ofdifferent aluminium foams of density 0.5 g/cm3with open-cell structure with different porediameter (a) in mm, compared with aluminiumsolid, PU foam and of glass fibre matrix[32].



grano, produciendo una capa empobrecida en cobrey andica respecto al resto del material.

El aluminio es considerado un material adecua-do para resistir a los cidos oxidantes pero, por desgra-cia, ocupa un lugar muy bajo en la serie de potencia-les electroqumicos y el carcter esencialmente re-activo del material en s anula, en muchos casos, elcarcter protector de la pelcula de almina forma-da en sus superficies libres. El aluminio, a cualquierconcentracin, presenta trazas de cloruros que acti-va el ataque. Las espumas de aluminio son sensiblesa la corrosin-fatiga donde el agente nocivo es el va-por de agua[33]. No obstante, en muchos de los proce-sos de fabricacin de espumas de aluminio, se agregaslice, tanto por aumentar la densidad de la espumacomo para mejorar su resistencia a la corrosin.

La utilizacin de aleaciones de aluminio de altaresistencia, cuyas mejores propiedades se alcanzanmediante tratamiento trmico de bonificado (tem-ple seguido de una maduracin natural o artificial),puede conducir a que estas aleaciones sean suscepti-bles al agrietamiento por corrosin bajo tensin. Elcomportamiento es diferente segn la aleacin y enalgunos casos se puede alcanzar una gran resistenciasin peligro de vulnerabilidad si los tratamientos tr-micos se realizan adecuadamente[34].

44..33.. PPrrooppiieeddaaddeess mmeeccnniiccaass

Las propiedades mecnicas de las espumas de alumi-nio dependen, fundamentalmente, de su densidadrelativa y la estructura del poro que las forma. Grancantidad de trabajos han evaluado los valores del m-dulo elstico, alargamiento, lmite elstico, carga derotura y absorcin de energa de las espumas de alu-minio y su conexin con la variacin de la densi-dad[35-39]. La cuantificacin de estos valores se reali-za mediante la determinacin de una serie de parme-tros geomtricos: nmero de poros por unidad desuperficie (NA), el rea de los poros por unidad devolumen (SV) y el volumen de los poros por unidadde volumen (VV). Estos valores, al ser representa-dos respecto a la variacin de la densidad, muestrancmo al disminuir la densidad, VV crece y NA y SVdisminuyen (Fig. 8) [40]. La distribucin del tamao delos poros disminuye al aumentar la densidad de la es-puma; esto, est favorecido, adicionalmente, por lapresencia de poros de pequeo tamao localizadospreferentemente en la piel de las espumas. Para es-pumas de densidades entre 0,13 y 0,26 gr/cm3 los po-ros que predominan (al menos, el 40 %) tienen ta-maos entre 0,02 y 0,26 mm [40]. La mayora de laspropiedades de las espumas de aluminio pueden serrelacionadas en base a la densidad relativa de la

espuma y de una constante caracterstica de la propie-dad considerada. Estas propiedades se pueden calcu-lar segn la ley de la energa:

Propiedad de la espuma =Constante de la propiedad (espuma/slido)

n

El mdulo elstico presenta variaciones durante ladeformacin elstica y alta sensibilidad a los defectosmorfolgicos en la estructura celular. La capacidadde deformacin plstica est directamente asociada ala absorcin de energa esttica y dinmica. El com-portamiento plstico esta relacionado con la varia-cin del tamao de poro, habindose observado queel micromecanismo de deformacin en las espumas deporo cerrado, es el colapso colectivo simultneo de5 o 6 poros. Al variar el volumen de las muestras es-tudiadas, no se han observado variaciones escalona-das de propiedades[41].

Los ensayos a compresin son muy habituales yaque muchas estructuras se disean para trabajar acompresin. La direccin de deformacin es impor-tante en los resultados obtenidos y se suele especifi-car que sta sea paralela a la direccin del crecimien-to de la espuma. Los resultados de los ensayos a com-presin presentan una curva tpica con una zonaplana o meseta extendida, a valores de compresinen torno al 60 %. Espumas con densidades altas pue-den presentar un desarrollo ms plano, debido a lamayor resistencia que proporciona la eliminacin delas paredes de la espuma en el curso de la deforma-cin. Hay diversos mtodos para la evaluacin de lafuerza de compresin, como la extrapolacin o elclculo por elementos finitos. El nivel de tensin dela regin de la meseta es el esfuerzo de compresin

FFiigguurraa 88.. Variacin de la densidad relativa enfuncin del nmero de poros por unidad de su-perficie (NA), el rea de los poros por unidad devolumen (SV) y el volumen de los poros por uni-dad de volumen (VV)[40].

Figure 8. Variation of the relative density infunction of the number of pore sections (NA),pore area within a unit volume (SV) pore volume(VV)[40].



caracterstico para cada material matriz y funcin dela densidad de la espuma. Estos valores se pueden ob-tener a partir de la ecuacin emprica:

= Cc (espuma / slido)n

dnde, Cc es una constante de compresin y el valorde n es: 1,5 < n < 2,5.

En el anlisis de la resistencia a la compresin de es-tructuras tipo sndwich se ha obtenido que, general-mente, la carga del colapso obtenida excede el valor es-timado (por cualquier mtodo terico) en un 50 %;se piensa que la diferencia es debida a la presencia deuna capa lmite en la interfase entre el ncleo de espu-ma y las lminas de la cara[42]. Tales efectos han sido es-tudiados usando modelos basados en las condicionesdependientes de los esfuerzos de plasticidad, como lasteoras de Fleckand y de Hutchinson[43]. Los mtodosde evaluacin comunes suelen estar sujetos a estudiosanalticos por medio de elementos finitos.

Los ensayos de traccin se realizan sobre mues-tras de forma de prisma rectangular o con geometrade hueso, mediante ensayos cuasiestticos. Las espu-mas de aluminio muestran un comportamiento frgilbajo carga de traccin. Las tensiones en la rotura in-dican que la deformacin elstica es seguida por unatensin plstica provocando un fallo inmediato dela espuma. Los poros individuales actan como mues-cas que propician el inicio de la fractura. En la de-terminacin del lmite elstico, los defectos estruc-turales tienen una gran influencia en el comporta-miento de las espumas de aluminio de poros cerrados.Los poros parcialmente acoplados y los colapsos loca-les de poros pueden causar desviaciones serias en larespuesta tensin-deformacin y reducir, significati-vamente, el lmite elstico y el esfuerzo para el co-lapso plstico[44]. La existencia de defectos estructu-rales tambin contribuye a la disminucin de estosvalores. Por consiguiente, la reduccin de los defec-tos estructurales a travs de la mejora de tcnicas demanufactura es esencial para mejorar las propieda-des mecnicas de estos materiales[45].

Las espumas de aluminio presentan alta eficienciaabsorbiendo energa dinmica, ya que su velocidadde deformacin es casi constante para un amplio ran-go de velocidades de aplicacin de la carga. La es-tructura altamente isotrpica de la espuma hace quela energa mecnica recibida se disperse por igual entodas las direcciones[16]. Durante el impacto los porosse colapsan y actan de amortiguador, disipando laenerga de choque[46]. Se han estudiado espumas dealuminio sujetas a impacto con cargas de choque enmedios lquidos y gaseosos, en los cuales se revela quela energa disipada con un choque frontal excede sig-nificativamente la absorcin de energa absorbida

mediante ensayos cuasiestticos (103 s1). En los en-sayos de choque la deformacin produce una ondaplana de tamao similar al tamao celular donde laespuma se fragmenta en pequeas partculas[47]. Losensayos a alta velocidad de deformacin se puedenrealizar mediante cada de pesos (hasta 100 s1), im-pacto con barra Hopkinson (hasta 5103 s1) o me-diante ensayos balsticos (hasta 105 s1).

Los ensayos de flexin se realizan en configura-ciones de tres o cuatro puntos. Es importante una se-leccin cuidadosa de los rodillos que transmiten elsoporte y la fuerza, debido a que los colapsos localespueden provocar que los resultados de la prueba nosean significativos. Los ensayos sobre espumas conpiel externa rgida influyen en los resultados obteni-dos en las pruebas.

Los ensayos de fatiga ms utilizados son en condi-ciones de compresin-compresin, aunque tambinhay trabajos en condiciones de compresin-tensin,de tensin-tensin y de flexin rotatoria[48]. Cuandoel fallo se produce por compresin, puede ser un pro-blema identificar el punto de inicio de rotura, pu-dindose definir como criterio de fallo un nivel dedeformacin crtico o el nmero de ciclos para el co-lapso plstico[49]. La resistencia a la fatiga de las mues-tras ensayadas en la direccin de crecimiento de laespuma es inferior a la obtenida cuando la carga esperpendicular a la direccin del crecimiento de la es-puma (Fig. 9). La diferencia en la resistencia a la fa-tiga segn la direccin ensayada puede ser explica-da por el diferente gradiente de densidades en la di-reccin del crecimiento de la espuma y a la formaanisotrpica del poro debida al efecto de la gravedaddurante la fabricacin a partir del metal fundido.

FFiigguurraa 99.. Curva de tensin-deformacin de es-pumas de aluminio con diferentes densidadesrelativas[40].

Figure 9. Stress-strain curves for aluminiumfoams having different relative densities[40].



Otros ensayos mecnicos incluyen medidas de ladureza mediante indentacin con penetradores dediversas geometras. Para los paneles tipo sndwichcon una base celular, hay pruebas tecnolgicas paradescribir la unin entre las hojas de la cara y la base,tal como la prueba de la piel de tambor (ASTMD1781). Los procesos de fallo en espumas de alumi-nio pueden ser monitorizados registrando las emisio-nes acsticas por la ruptura de las paredes celulares,tcnica que puede ser complementaria a las medidasordinarias de tensin. En la tabla I se han recogidoalgunos datos de propiedades mecnicas de diversascomposiciones y densidades de espumas de aluminio.

De acuerdo a los estudios realizados sobre las propie-dades mecnicas de las espumas de aluminio, se puederesumir que la mejor combinacin de propiedades sesuele encontrar en espumas con un elevado nmerode poros (82 %-95 %), una densidad relativa baja (0,2-0,5), una buena distribucin de poros (40 %-70 %) yun tamao de poro entre 0,02 y 0,12 mm2.

55.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS

Las principales aplicaciones de las espumas de alumi-nio estn en la industria de automocin, aeroespacial,naval, ferroviaria y construccin. Su estructura le con-fiere unas especiales caractersticas fsicas, mecnicas,trmicas y elctricas; especialmente sus propiedadesde aislamiento trmico y acstico, su bajo peso y su

capacidad para absorber energa de impacto. Esto ha-ce posible la utilizacin de estos materiales en un sin-fn de diferentes aplicaciones con formas geomtricascomplejas. Sin embargo, todava falta ms investiga-cin para optimizar nuevos productos[50 y 51].

55..11.. EEssttrruuccttuurraass ttiippoo ssnnddwwiicchh

Las estructuras sndwich son construcciones lami-nares constituidas por dos revestimientos unidos aun cuerpo central (ncleo) relativamente ligero, dan-do como resultando un panel de elevada rigidez y po-co peso. La principal funcin de los revestimientoses la de soportar y transmitir, uniformemente, las car-gas superficiales recibidas. Estos revestimientos pue-den estar formados por lminas de materiales met-licos como el aluminio y sus aleaciones, materialescompuestos, madera, etc. En aplicaciones de carcterestructural la misin del ncleo es resistir la trans-misin de esfuerzos de cortadura de una piel a otra, ascomo, resistir la compresin.

La estructura tipo sndwich con ncleo de espu-ma de aluminio puede obtenerse a partir de bloques,planchas, hojas, etc.; mediante operaciones de me-canizado, hasta llegar a la forma deseada; o, fabricn-dola in situ, obteniendo mediante colada (por pre-sin diferencial o gravedad) la pieza o conjunto[52].Adicionalmente a las construcciones de elevada rigi-dez, las estructura sndwich tienen importante

TTaabbllaa II. Propiedades mecnicas espumas de aluminio[74]

Table I. Mechanical properties of aluminium foam[74]

PPRROOPPIIEEDDAADD UUNNIIDDAADD

EEssppuummaa ddee aalluummiinniioo

AAllMMgg11SSii AAllMMgg11SSii AAllMMgg11SSiiAAllSSii1122 AAllSSii1122 ((66006611)) ((66006611)) ((66006611)) AAllSSii77 AAllSSii77 AAllSSii77

Densidad g/cm3 0,6 0,8 0,5 0,6 0,8 0,5 0,6 0,8

Modulo de Young GPa 4,9 8,4 3,9

Resistencia a compresinsin piel [MPa] 18,8 30,2 14,3 22,0 43,6 7,8 11,9 22,8con piel [MPa] 16,1 29 14,1 20,3 35,8

Absorcion de energa a compresinpor volumen [kJ/dm3] 3,1 7,1 4,4 5,3por masa [kJ/kg] 5,3 9,75 9,86 11,9 8,0 8,4

6,1 (50 C) 7,8 (50 C)Conductividad trmica W/mK 16,7 (20C) 18,4 (20C) 6,9 (100 C) 8,8 (100 C)

7,7 (200 C) 9,8 (200 C)

Capacidad calorfica kJ/kgK 0,88 9,2 0,9 0,9

Coeficiente de dilatacin lineal [10-6/K] 19,9 a 20,6 23,1



aplicacin en estructuras resistentes al impacto, uti-lizadas en vehculos para mejorar la seguridad pasi-va, as como en estructuras ultraligeras, atenuacin deruidos en carreteras, puentes, edificios y mquinas,sistemas de proteccin contra incendios, etc.

55..22.. IInndduussttrriiaa ddee aauuttoommoocciinn

Las necesidades dentro de la industria de la auto-mocin de seguridad, reduccin del consumo decombustible, elementos absorbedores de impactos,reduccin de emisiones acsticas y componentes dealta emisin del calor, hacen de las espumas de alu-minio un material idneo para muchas aplicacio-nes. El uso de espumas de aluminio en la estructurade los automviles es un fenmeno bastante recien-te. La empresa Cymat fabrica Cymat SmartMetal,espuma de aluminio. Este material ofrece una me-jor relacin propiedades: resistencia-peso, absorcinde energa, aislamiento trmico y acstico, recicla-bilidad y un relativo bajo coste de produccin y sonaplicadas en partes absorbentes de impacto, vigaslaterales de puestas, cajas de impacto (Fig. 10), cie-rres de partes de motor, turbinas, etc.[16].

Las espumas de aluminio presentan buenas pro-piedades frente a un amplio rango de esfuerzos, sedeforman proporcionalmente a la carga soportaday la absorcin de energa es aproximadamente isotr-pica. Frente a los impactos las espumas de aluminiotienen un mejor comportamiento que las espumaspolimricas, debido a su mayor deformabilidad, pre-sentando un bajo ndice de rebote en situaciones dechoque dinmico, evaluado en menos de un 3 %,frente al 15 % de las espumas de poliuretano[53]. Lasespumas de aluminio se estn utilizando en diferen-tes partes de vehculos de BMW y Audi, donde han

supuesto un aligeramiento estructural del 30% (se-gn pruebas de BMW), adems de reforzar la segu-ridad debido a los absorbentes de impacto y la mejo-ra del ndice NVH (ruido, vibracin y rigidez) [54].

En coches de competicin, donde la rigidez y elpeso son aspectos muy importantes, el fabricantealemn Karmann actualmente ensaya paneles snd-wich tridimensionales ultraligeros[48 y 55]. Al susti-tuir componentes fabricados tradicionalmente enacero por espumas de aluminio no solo se reduce elpeso en un 25 %, sino que, adems, se aumenta larigidez en un 700 %. Debido a ello, puede reducirsesignificativamente el nmero de componentes nece-sarios en el vehculo, disminuyendo los costes de fa-bricacin.

La mejora del confort por la reduccin del rui-do en el interior del automvil, es otro campo don-de las espumas de aluminio pueden actuar tanto co-mo barreras acsticas como reduciendo el nivel deruido transmitido al exterior del vehculo. El pro-blema de las vibraciones de resonancia indeseablesde un motor, vehculo, etc., que son causa de ave-ras y la emisin de ruidos, puede reducirse. Al ser elmodulo de Young de la espuma menor que el corres-pondiente al metal sin espumar, la frecuencia de re-sonancia de una espuma se desplazar, generalmen-te, a menores frecuencias. Adicionalmente, el factorde perdidas de las espumas de aluminio es del ordende diez veces mayor que el del metal original, demodo que las vibraciones pueden ser amortiguadasde un modo ms eficiente. Por tanto, las espumasofrecen la posibilidad de evitar problemas de rui-dos, si bien el factor de prdidas es mucho menorque en el caso de los polmeros. Para el CadillacSixteen de GM se est fabricando suelo de espumade aluminio, lo que permite la misma firmeza queotros materiales con un menor peso y menor espesor,brindando un mayor espacio interior y mejor ndiceNVH [56].

55..33.. IInndduussttrriiaa aaeerrooeessppaacciiaall

En aplicaciones aeroespaciales, la sustitucin de lascostosas estructuras de alma alveolar por sndwichesde espuma de aluminio puede llevar a un mejor ren-dimiento con un menor coste. Por un lado, se buscaaumentar la resistencia al alabeo y al pandeo y porotro aprovechar las importantes ventajas que supo-nen la isotropa de las propiedades mecnicas de lasespumas y la posibilidad de fabricar estructuras com-puestas sin necesidad de pegado por adhesivos. Estoltimo hace que mejore el comportamiento en ca-so de incendios, donde es necesario que la estructu-ra mantenga su integridad tanto tiempo como sea

FFiigguurraa 1100. Caja de impacto de Metcomb.

Figure 10. Metcomb Crashbox.



posible. BOEING estudia el uso de paneles sndwi-ches de espuma de aluminio, para los largueros decola de los helicpteros[57]. Una ventaja importan-te de estos materiales es que permiten fabricar pie-zas tridimensionales y con curvatura, en contrastecon las estructuras planas de alma alveolar. Otrasaplicaciones incluyen piezas estructurales en turbi-nas, donde tanto la rigidez como un correcto amor-tiguamiento son muy importantes. Los cierres en-tre las distintas partes del motor tambin se han di-seado de espuma de aluminio[58].

En tecnologa espacial se ha desarrollado el uso deespumas de aluminio como absorbedor de impactospara los elementos de aterrizaje de los vehculos es-paciales y como refuerzo para las estructuras de car-ga en satlites, sustituyendo materiales que presen-taban problemas en ambientes adversos (cambiosde temperatura, vaco, etc.) [59 y 60].

El Centro de Investigacin NASA Glenn hadesarrollado micrfonos con mejores prestacionespiezoelctricas utilizando espuma de aluminio co-mo tapa de viento de micrfono para reducir el rui-do y actuar como un enderezador de flujo[61].

La ESA ha fabricado estructuras tipo sndwichcon centro de espumas de aluminio, en la construc-cin de conos espaciales para el Ariane 5. Los ensa-yos realizados en las pruebas de vibracin y estticascon cargas axiales y laterales han dado excelentes re-sultados. La figura 11 muestra la estructura tipo snd-wich del cono y las direcciones de carga ensayadas[62].

La espuma de aluminio se usa como intercam-biador de calor y matriz de soporte qumico granula-da para el sistema de control del dixido de carbonoatmosfrico en el trasbordador espacial. El polvo de

amina granulado puede absorber o emitir, selecti-vamente, dixido de carbono en funcin de la tem-peratura, pero genera o requiere calor para la reac-cin. La matriz de espuma de aluminio de alta con-ductividad trmica aumenta la rapidez y eficacia delsistema[61].

55..44.. IInndduussttrriiaa ffeerrrroovviiaarriiaa

La aplicacin de las espumas de aluminio en los equi-pos ferroviarios sigue las mismas normas que en laindustria de automocin en lo que se refiere a los trescampos de aplicacin principales: rigidez especfica,absorcin de energa frente a impactos y absorcinde sonido. La absorcin de energa es un tema muyimportante en los ferrocarriles que discurren por re-as urbanas, en las que pueden producirse colisionescon coches. Se han puesto en servicio, en Japn, tre-nes de alta velocidad equipados con un bloque de 2,3m3 de espuma de aluminio para mejorar la absorcinde energa en caso de impacto[49]. Las ventajas de loselementos fabricados con espumas son las mismasque para los automviles, con la diferencia de quelos ferrocarriles necesitan componentes de mayoresdimensiones.

55..55.. IInndduussttrriiaa nnaavvaall

La construccin con materiales ligeros ha ganado im-portancia en la industria naval. Los modernos barcosde pasajeros pueden ser construidos completamente

FFiigguurraa 1111. Cono espacial.

Figure 11. Space cone.



con aluminio extruido, hojas de aluminio y estructu-ras de aluminio de alma alveolar [63]. Las espumas dealuminio son un material prometedor para este tipode estructuras. Los sndwiches de espuma de alumi-nio obtenidos por pegado con adhesivos de poliureta-no son estructuras ligeras y rgidas con un excelenteamortiguamiento, incluso en el caso de bajas frecuen-cias tpicas de los barcos[64].

55..66.. CCoonnssttrruucccciinn

Existe un amplio abanico de aplicaciones en la cons-truccin. Los modernos edificios de oficinas comien-zan a decorar sus fachadas con paneles ligeros, rgi-dos y resistentes al fuego sujetos a las paredes del edi-ficio mediante soportes de espuma de aluminio. Deigual forma las barandillas de los balcones que sue-len ser de materiales demasiado pesados y problem-ticos en caso de incendio comienzan a sustituirse porespumas de aluminio[65]. Las puertas y salidas de in-cendios estn hechas de espumas de aluminio de ba-ja densidad, por tener reducida conductividad tr-mica y buena resistencia al fuego. Aunque el punto defusin del aluminio es bastante bajo, las espumas dealuminio permanecen estables al exponerse a la lla-ma, debido a la estabilidad de la almina formada su-perficialmente, en estas condiciones[65].

Espumas de poro cerrado estn siendo usadas co-mo materiales absorbedores de sonidos a lo largo delas autopistas de Japn para reducir el ruido del tr-fico y en algunos tneles de las lneas de ferrocarrilespara atenuar las ondas de choque[66]. Para estos pro-psitos, las espumas son laminadas despus de cor-tarlas. La reduccin del espesor de diez a nueve mil-metros crea una cantidad suficiente de grietas y otrosdefectos en las paredes de las celdas que mejoran sus-tancialmente la absorcin de ruidos, aunque siguesin ser comparable con los elementos de absorcinbasados en espumas de polmeros o lana de vidrio.Sin embargo, la combinacin de las propiedades deabsorcin de ruidos con otras caractersticas como laresistencia al fuego y a la intemperie, la no genera-cin de gases nocivos en el caso de incendios y lasencilla limpieza de los paneles hacen de las espumasun material con muchas ventajas. La novedosa est-tica, junto a su capacidad para reducir y aislar los rui-dos, ha conducido a disear estructuras de cielo rasohechas con placas de espuma de aluminio como en lacafetera Baluarte en Pamplona, Espaa (Fig. 12).

La capacidad de absorcin de energa de las espu-mas de aluminio ha permitido desarrollar sistemasestructurales que mitigan el dao por explosin enedificios, conformando simultneamente estructurasresistentes frente a la temperatura y el envejecimien-

to. Estos sistemas se han ensayado en Australia, don-de un edificio resisti una bomba de cinco tonela-das. Estos sistemas tambin se estn utilizando enreas especficas para almacenar productos o equipa-jes sospechosos[67].

55..77.. MMaaqquuiinnaarriiaa

Las piezas de maquinaria fabricadas de espuma o re-llenas de espuma hacen que diminuya la inercia y au-mente el amortiguamiento. Estos nuevos componen-tes pueden utilizarse en taladradoras, fresadoras, etc.Los alojamientos de espumas para aparatos elctri-cos aaden la ventaja de la proteccin electromagn-tica. El cuerpo estructural de los discos de las rectifi-cadoras podra estar hecho de espuma de aluminio,con el material abrasivo adherido a su periferia. Elamortiguamiento intrnseco del disco ayudara en laatenuacin de las vibraciones y una porosidad par-cialmente abierta servira para almacenar el mate-rial arrancado. Otras aplicaciones requieren un ma-terial de relleno flotante y muy ligero para flotado-res que midan niveles de llenado en medios corrosivoso sometidos a muy altas temperaturas. Debido al ele-vado coste de estos flotadores, podran ser sustitui-dos por piezas de espuma de aluminio con una capadensa exterior que sirviera de alojamiento al sistemamagntico[68 y 69].

55..88.. AApplliiccaacciioonneess ffuunncciioonnaalleess

5.8.1. Filtracin y separacin

Hay dos tipos de filtros: los que retienen y separan par-tculas slidas dispersas en un liquido (suspensiones) ylos que retienen partculas slidas o liquidas dispersas

FFiigguurraa 1122. Cafetera Baluarte en Pamplona,Espaa.

Figure 12. Baluartes coffeeshop in Pamplona,Spain.



en un gas (humo o neblina, respectivamente).Ejemplos del primer tipo son los filtros para limpiarlos polmetros reciclados fundidos, para separar la leva-dura de la cerveza o para limpiar aceite contaminado.El segundo tipo incluye el filtrado de los humos proce-dentes de la combustin diesel o la extraccin del aguadel aire. Las propiedades mas importantes de los fil-tros son la capacidad de filtrado, la retencin de part-culas, la facilidad de limpieza, las propiedades mec-nicas, la resistencia a la corrosin y el coste. Por lotanto, las espumas de aluminio presentan una combi-nacin de propiedades que pueden competir con lasde los materiales tradicionalmente utilizados en la fa-bricacin de filtros.

5.8.2. Intercambiadores de calor ymquinas de fro

Las espumas de aluminio pueden utilizarse como in-tercambiadores de calor por su alta conductividad.En este caso las espumas deben tener porosidadabierta. Los gases o lquidos pueden recibir o cedercalor fluyendo por la espuma previamente calenta-da o enfriada. Debido a la porosidad abierta la ca-da de presin puede minimizarse. Un ejemplo deestas aplicaciones son los colectores compactos decalor utilizados para enfriar dispositivos electrnicoscon una gran disipacin de energa como los chipsde ordenadores o las fuentes de energa.

5.8.3. Catalizadores

La efectividad de la catlisis depende de una gransuperficie de contacto entre el catalizador y el gaso liquido que debe reaccionar. Aunque no puedencompetir con la gran superficie de contacto queofrecen los cermicos, las espumas de aluminio po-dran ser materiales sustitutivos ya que presentanductilidad y alta conductividad trmica. Una apli-cacin posible consistira en la preparacin de unalmina delgada de espuma metlica resistente a lacorrosin, la cual se recubre con una pasta que con-tiene el catalizador y finalmente se cura a elevadatemperatura. El catalizador resultante tendra unabuena integridad mecnica. Estos elementos podr-an utilizarse, por ejemplo, para eliminar los NOx delos humos de combustin en las centrales de pro-duccin de energa elctrica[70].

5.8.4. Almacenamiento temporal delquidos

Una de las aplicaciones mas antiguas de los materia-les porosos obtenidos por va pulvimetalrgica sonlos cojinetes auto lubricados, en los que el aceite es al-macenado en los intersticios que hay entre las par-tculas y va saliendo de ellos para sustituir el aceiteusado. Esta aplicacin no se limita exclusivamenteal aceite: puede almacenarse agua para que vaya sien-do liberada lentamente y as realizar un control auto-mtico de la humedad; puede almacenarse perfumepara que se vaya evaporando poco a poco. Puedenutilizarse rodillos porosos para distribuir agua o ad-hesivos sobre ciertas superficies. Finalmente, estruc-turas con poros abiertas pueden usarse para almace-nar fluidos a temperatura constante y uniforme, encondiciones criognicas. Adems, la espuma puedereducir los movimientos indeseados del lquido endepsitos. Se han fabricado tanques de almacena-miento de nitrgeno lquido donde la espuma de alu-minio acta simultneamente como elemento es-tructural e intercambiador de calor[67].

5.8.5. Control de flujo

Los materiales porosos pueden ser utilizados para con-trolar el flujo de gases o lquidos. Los reguladores deflujo fabricados por pulvimetalurgia son ms fiables yprecisos que las microvlvulas convencionales. Laespuma de aluminio se ha utilizado para fabricar dis-cos difusores de gas que son capaces de estabilizar elperfil de velocidades de flujo, minimizando la veloci-dad del flujo lateral, reduciendo el flujo transversalsuperior y la turbulencia[67].

5.8.6. Control acstico

A partir de espumas de aluminio de poro abierto pue-den obtenerse dispositivos de control de ondas so-noras, las cuales son guiadas dentro de dichos apara-tos. Se est estudiando la aplicacin de las espumas deporosidad cerrada como adaptadores de impedanciapara fuentes de ultrasonidos. Las espumas con porosrelativamente abiertos pueden adaptarse para amor-tiguar slo unas frecuencias determinadas mientrasque no actan sobre otras. Los cambios repentinosde presin que tienen lugar en los compresores o dis-positivos neumticos, comienzan a ser amortiguadosa travs de espumas metlicas, pudiendo en un futu-ro sustituir a los tradicionales por razones de efectivi-dad y coste[71-73].



5.8.7. Arte y decoracin

El principal objetivo de las aplicaciones artsticas odecorativas es crear impresiones distintas a las causa-das por los materiales convencionales. Las espumasde aluminio se han usado para construir muebles, re-lojes, lmparas, etc. Teniendo en gran consideracinel comportamiento mecnico. En sistemas de altavo-ces las espumas de aluminio no slo proporcionan ele-vada rigidez especfica y moderado amortiguamientomecnico sino que ofrece una imagen de alta tecno-loga que hace ms atractivos estos productos.

66.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS

Los recientes avances tcnicos han hecho posible laexistencia, en el mercado, de una gran variedad deespumas de aluminio con un amplio intervalo decomposiciones y propiedades siendo, cada una deellas, adecuada para una aplicacin concreta, en fun-cin de las especificaciones de diseo y fabricacin.Sus propiedades dependen, fundamentalmente, desu morfologa en poro abierto o cerrado, la densidad,el estado del material (orientacin, cristalinidad, his-toria trmica), la estructura de las celdillas (geome-tra, tamao y distribucin de poros) y la composi-cin del gas espumante.

Las investigaciones actuales tratan de encontrarmejoras en los procesos de fabricacin para obtenerespumas de ms alta calidad, con propiedades mshomogneas y reproducibles y obtenidas a un menorcosto. En aplicaciones estructurales, la curvatura ygeometra de los poros, la presencia de defectos comoparedes colapsadas o inexistentes tratan de ser evi-tados, al influir ms en las propiedades que una distri-bucin homognea de los poros. En cambio, en apli-caciones funcionales la uniformidad de los poros olas dimensiones de los canales de conexin entre losporos son ms importantes. Para la mayora de losprocesos no existe un modelo terico o numrico quepermita predecir los efectos de posibles cambios, enalgunos parmetros de fabricacin, para la mejora delas caractersticas y propiedades de las espumas dealuminio obtenidas; siendo una lnea abierta de inves-tigacin de prometedor futuro. La reduccin de loscostos de fabricacin se est enfocando en la utiliza-cin de materias primas ms econmicas, la elimi-nacin o simplificacin del nmero de etapas de fa-bricacin y la reduccin de escorias o fracciones dematerial rechazado.

La combinacin de propiedades coexistentes enlas espumas de aluminio abre una variedad de apli-caciones industriales potenciales: estructuras de pa-neles rgidos y ligeros para edificios y transporte, ais-

lamiento trmico en estructuras y maquinaria, es-tructuras flotantes para elevada temperatura y pre-sin, aislamiento de dispositivos electrnicos pro-porcionando proteccin electromagntica y trmi-ca, absorbedores de sonido para condiciones difciles(alta temperatura, humedad, polvo, flujo de gas, vi-braciones, ambiente estril), absorbedores de vibra-cin, tanto para maquinaria como en estructuras.

En definitiva, las espumas de aluminio puedenconsiderarse como un material de alta tecnologa, degran futuro. La investigacin de nuevos materiales yprocesos de fabricacin, junto con el desarrollo denuevos productos y la implementacin de sus apli-caciones, auguran un amplio crecimiento en su utili-zacin tecnolgica a corto, medio y largo plazo, yaque pueden dar respuesta a diversas exigencias delmercado actual, contribuyendo de manera sustanciala mejorar la eficiencia y competitividad de los equi-pos y estructuras donde se utilicen.

RREEFFEERREENNCCIIAASS

[1] S. Banerjee y R. Ramanujan, Advances inPhysical Metallurgy, Taylor and Francis, NewYork, EE. UU., 1996, pp. 127-135.

[2] J. Banhart, Proc. Eurofoam (2000), P. Zitta, J.Banhart y G.Verbist, (eds.), MIT-Verlag,Bremen, Alemania, 2001 pp. 398-410.

[3] J.W. Spretnak, Technical Notes on Forging, FIERF,Cleveland, EE. UU. 1977, pp. 2-6.

[4] W. Sullivan, The Story of Metals, ASM, Cle-veland, EE. UU., 1960, pp. 3-47.

[5] B. Sosnick, Patente EE. UU. No. 2,434,775,1948.

[6] W.O. Soboyejo y T.S. Srivatsan, Advanced Struc-tural Materials: Properties, Design Optimization,and Applications, Ed. CRC Press, New Jersey,EE. UU., 2007, pp. 103-120.

[7] B. C. Allen, M. W. Mote y A. M, Sabroff,Patente EE. UU. No. 3,087,807, 1963.

[8] P. W Hardy y G. W Peisker, Patente EE. UU.No. 3,300,296, 1967.

[9] A. Valencia, Metalurgia Fsica, Ed. Universidadde Antioquia, Medelln, Colombia, 1987, pp.53-61.

[10] F. Mehl y J. Wiley, The Historical Development ofPhysical Metallurgy, Physical Metallurgy, NewCork, 1965, pp. 1-8.

[11] J. Banhart y D. Weaire, Phys. Today 55 (2002)37-42.

[12] M. F. Ashby, A. G. Evans y J. W. Hutchinson,Curr. Opin. Solid St. Mat. Sci. 3 (1998) 288-303.



[13] D. Stauffer y A. Aharony, Introduction to Perco-lation Theory, 2nd ed., Taylor & Francis, Lon-dres, Inglaterra, 1992, pp. 181-194.

[14] Z. Wu y D. P. He, Chinese Sci. Bull. 45 (2000)348-352.

[15] F. Simank, H. P. Degischer y H. WRZ,Technical Report No. 1, O 95/5305/035, IMMMSAS, 1996, pp. 30-42.

[16] FUNDACIN OPTI, Vigilancia Tecnolgica 17,2004, pp. 8-9.

[17] V. Gergely y T. W. Clyne, Adv. Eng. Mater. 2(2000) 8-175.

[18] V. Gergely, D. C. Curran y T. W. Clyne,Compos. Sci. Technol. 63 (2003) 2.301-2.310.

[19] V.I. Shapovalov, Patente EE. UU. No.5,181,549, 1993.

[20] G.J. Davis y S. Zhen, J. Mater. Sci. 18 (1983)1.8991.911.

[21] L. Jin, L. Kenny y H. Sang, Patente EE. UU.No 4973358, 1990.

[22] http://www.msm.cam.ac.uk (5 de Junio 2007) [23] J. Babjak, V.A. Ettel y V. Paserin, Patente EE.

UU. No. 4957543, 1990. [24] V. Paserin, S. Marcuson, J. Shu y D. S. Wilkin-

son, Adv. Eng. Mater. 6 (2004) 454-459. [25] F. Simanck, J. Jerz, J. Kovcik y P. Minr,

Aluminium foam- a new light weight structuralmaterial, Institute of Materials and MachineMechanics, SAS, Bratislava, Slovak Republic,1997, pp. 265-277.

[26] D. Stauffer y A. Aharony, Introduction toPercolation Theory, 2nd ed., Taylor & Francis,Londres, Inglaterra, 1994, pp. 354-378

[27] S. Arbabi y M. Sahimi, Phys. Rev. Lett. 65(1990) 725-733.

[28] P. Tobolka y J. Kovik, Kov. Mater. 34 (1996)20-28.

[29] M.F. Ashby, A.G. Evans, N.A. Fleck, L.J. Gibson,J.W. Hutchinson Y H.G.N. Wadley, MetalFoams: a design guide, Butterworth-Heinemann,Oxford, Inglaterra, 2000, pp. 263-278.

[30] A.G. Evans, J.W. Hutchinson, N.A. Fleck, M.F.Ashby y H.N.G. Wadley, Prog. Mater. Sci. 46(2001) 309-327.

[31] B. Chalmers, Metalurgia fsica, 2 edicin 1962.Aguilar S.A. de Ediciones Madrid, Espaa,1968, pp. 447-452.

[32] F. Simancik, H. P. Degischer y H. Wrz, FoamedAluminium- Light Structural and InsulationMaterial, Euromat (1995), Venice/Padua, Italia,Assoziazione Italiana di Metallurgica, Milan,Italia, 1995, pp.191-196

[33] S. Feliu y M. C. Andrade, Corrosin y ProteccinMetlicas Vol. 1, CSIC, Madrid, Espaa, 1991,pp. 261-266.

[34] U.R. Evans, Corrosiones Metlicas, Ed. RevertBarcelona, Bogot, Buenos Aires, Caracas,Mxico, 1 edicin, 1987 pp. 319-327.

[35] J.S. Blazy, A. Marie-Louise, S. Forest, Y. Chastel,A. Pineau, A. Awade, C. Grolleron y F. Moussy,Int. J. Mech. Sci. 46 (2004) 217-244.

[36] E. Andrews, W. Sanders y L.J. Gibson, Mater.Sci. Eng. A 270 (1999) 113124.

[37] O. B. Olurin, N. A. Fleck y M. F. Ashby, Mater.Sci. Eng. A 291 (2000) 136146.

[39] J. Banhart y J. Baumeister, J. Mater. Sci. 33(1998) 1.431-1.440.

[40] J. Bin, W. Zejun y Z. Naiqin, Scr. Mater. 56(2007) 169-172.

[41] J. Banhart, M. F. Ashby y N. A. Fleck (Eds.),Proc. MetFoam 2001, International Conf. CellularMetals and Metal Foaming Technology, MIT-Verlag, Bremen, Alemania, 2001, pp. 18-20

[42] U. Ramamurty Y A. Paul, Acta Mater. 52(2003) 869-876.

[43] C. Chen, A.M. Harte y N.A. Fleck, Int. J.Mech. Sci. 43 (1991) 1.483-1.506.

[44] N. A. Fleck y J. W. Hutchinson, Adv. App.Mech. 33 (1997) 295-361.

[45] C. Chen, N. A. Fleck y T. J. Lu, J. Mech. Phys.Solids 49 (2001) 231-259.

[46] I. Jeon y T. Asahina, Acta Mater. 53 (2005)3.415-3.423.

[47] E. Markaki y T.W. Clyne, Mater. Sci. Eng. A323(2002) 260-269.

[48] D.D. Radford, V.S. Deshpande y N.A. Fleck,Int. J. Impact Eng. 31 (2005) 1.152-1.171.

[49] H. W. Seeliger, Int. Conf., Bremen, Banhart J,AshbyMF, Fleck NA (Eds.), MIT Press-Verlag,Bremen, Alemania, 1999, pp. 29-38.

[50] J. Banhart, Prog. Mater. Sci. 46 (2001) 559-632. [51] S. J. Cox, G. Bradley y D. Weaire, Eur. Phys. J.

AP 14 (2001) 87-96. [52] D. Weaire, S. Hutzler, S. J. Cox, N. Kern, M.

D. Alonso y W. Drenckhan, J. Phys.: Condens.Mat. 15 (2003) 65-73.

[53] M.F. Ashby, C.J. Seymour y D. Cebon, MetalFoams and Honeycombs Database, Granta De-sign, Cambridge, Inglaterra, 1997, pp. 56-74

[54] L.M. Niebylski y R. J. Fanning, SAE Transac-tions 720490 (1972) 216-241.

[55] http://www.metcomb.com (27 de Julio 2007) [56] H.W. Seeliger, Proc. Fraunhofer USA Symposium

on Metal Foams, Banhart J. Eifert H. (Eds.),MIT Press-Verlag Stanton, EE. UU., Bremen,Alemania, 1997, pp. 79-95.

[57] http://www.cymat.com (18 de Julio 2007). [58] R.L. Martin, Patente EE. UU. 5,564,064, 1996. [59] R.L. Martin y R. L. Lederich, Metal Powder Re-

port (1992) 30-44.



[60] F.H. Cocks, J. Spacecraft Rockets 2 (1984) 21-510. [61] F.H. Cocks, Proc. Conf. Light Metals Vol. 2, New

Orleans, EE. UU., 1986, pp. 1.019-1.036. [62] http://www.ergaerospace.com (10 de Junio 2007). [63] D. Schwingel, H.W. Seeliger, C. Vecchionacci,

D. Alwes y J. Dittrich, Acta Astronaut. 61(2007) 326-330.

[64] J. Banhart, C. Schmoll y U. Neumann, Proc.Conf. Materials in Oceanic Environment (Euromat98), Faria L. (Ed.), Lisboa, Portugal, vol. 1,1998, pp. 55-63.

[65] A.F. Giamei, Symposium on Metal Foams,Fraunhofer EE. UU., Stanton, EE. UU., J.Banhart, H. Eifert (Eds.) MIT PressVerlag,Bremen, Alemania, 1997, pp. 63-78.

[66] T. J. Lu y C. Chen, Acta Mater. 47 (1999) 1.469-1.485.

[67] SHINKO WIRE Co., Product informationAlporas, Japon, 1998, pp. 5-6.

[68] http://www.aigis.co.uk (30 de Julio 2007). [69] ERG Inc. Oakland, EE. UU.. Product informa-

tion of Duocel, 1996 pp. 3-16. [70] A.L. Geiger, Proc. Ser. Society for Photo-Optical

Engineering, SPIE, Orlando, EE. UU., 1990, pp.546-553.

[71] H. Swars, Patente Alemania 3,619,360, 1987. [72] M. Eisenmann, ASM Handbook, vol. 7. Mate-

rials Park, EE. UU.: ASM International, 1998,pp. 1.031-1.035.

[73] http://www.seac.nl 1998 (1 de Agosto 2007). [74] K. Iida, K. Mizuno y K. Kondo, Patente EE. UU.

4, 726, 444, 1988. [75] G. Rausch, Foaminal, Properties overview and

design guideline, Fraunhofer-Institut fr Fertigun-gstechnik und Angewandte Materialforschung,Bremen, Alemania, Department of Casting andFoaming Technologies, pp. 7-15.

espuma de aluminio

Documents