Pykrete: una mezcla de serrín y hielo que compite en resistencia con el hormigón

En la historia de la ingeniería de materiales hay un episodio no por anecdótico menos interesante científicamente: el del pykrete, nombre formado a partir de la palabra inglesa concrete (hormigón) y el apellido de la persona que más defendió su uso: Geoffrey Pyke, un periodista, educador e inventor inglés que se había hecho famoso en la Primera Guerra Mundial por escapar de una prisión alemana.

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El pykrete es un material constituido por un 14% de serrín y el resto de hielo. El serrín se puede sustituir por materiales de naturaleza parecida como pulpa de madera, algodón e incluso papel de periódico. Lógicamente, solo es útil en lugares fríos, ya que el hielo debe permanecer congelado. Sin embargo, según parece, el serrín ayuda a mantenerlo sólido durante más tiempo, ya que el material tiene una conductividad térmica relativamente baja. Por otro lado, el pykrete tiene una resistencia y dureza mucho mayores que las del hielo común. Se dice que aún es más duro si se usa hielo de agua de mar en vez de dulce. En ese caso, el compuesto es de tres componentes; serrín, agua (helada) y sal. A –15o de temperatura el pykrete es especialmente resistente.

En la siguiente tabla se comparan las propiedades mecánicas del pykrete y el hormigón según informó Pyke en 1943:

HieloHormigónPykrete
Resistencia al aplastamiento / MPa3447172407584
Tensión de rotura / MPa110317244826
Densidad / (kg/m³)9102500980
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En la Segunda Guerra Mundial

La inteligencia militar inglesa valoró el uso bélico del pykrete durante la Segunda Guerra Mundial. Todo empezó cuando los ingleses llegaron a considerar la idea de construir con hielo una especie de enorme portaaviones, o mejor, una isla flotante. Hicieron pruebas botando un barco de hielo en el lago Alberta, de Canadá, en 1942. El buque tenía 18 m de largo y pesaba 1000 toneladas; se mantuvo a flote durante todo un verano antes de derretirse. Pero se requería algo más duradero…

Pyke, que estaba implicado en el proyecto, empezó a buscar en ese sentido y eso lo llevó a leer un informe del químico austriaco-americano Herman Mark, profesor de química física y especialista en plásticos.  Mark, conocedor de cómo se podía reforzar el hormigón con alambres o el plástico con fibras de celulosa, había congelado pulpa de madera suspendida en agua y comprobado la dureza que adquiría el hielo.  

Pyke informó de su hallazgo a las autoridades inglesas y estas encargaron un estudio completo a Max Perutz (un biólogo molecular británico nacido en Austria que habías sido precisamente discípulo de Mark y que andando el tiempo llegó a ganar el Premio Nobel de Química de 1962 por sus estudios sobre las estructuras de la hemoglobina y la mioglobina). Perutz contó con la ayuda de Kenneth Pascoe, un estudiante de física que luego se convirtió en profesor de ingeniería en Cambridge. En los sótanos de un edificio construyeron un gran túnel de viento para congelar una suspensión de un 4% de pulpa de madera en agua. Obtuvieron un material que les pareció tan fuerte como el hormigón y por eso, y en honor del pionero del proyecto, lo llamaron pykrete. Lo probaron disparando balas de rifle sobre un bloque vertical de hielo puro que se hizo añicos y sobre otro igual de pykrete en el que las balas se incrustaban haciendo solo pequeños cráteres.

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Los resultados de las pruebas de Perutz entusiasmaron al almirante de la Marina Real Británica, Louis Mountbatten, quien dio a conocer a Winston Churchill las características del material, demostrándole que la pulpa de madera retrasaba la descongelación del hielo cuando se introducía en un baño de agua caliente. Se cuenta que haciendo alguien una prueba de disparo sobre pykrete, la bala rebotó y rozó a un militar de alto rango.

En cualquier caso, la idea de las plataformas flotantes, que se querían construir a partir de icebergs, fue abandonada.

El pykrete se ha mantenido desde la Segunda Guerra Mundial como una curiosidad científica, con alguna excepción como la construcción de estructuras por arquitectos e ingenieros futuristas. En 2011, la Universidad Tecnológica de Viena levantó con éxito una cúpula de pykrete de 10 metros de diámetro que se mantuvo en pie durante tres meses. Y en 2014, la Universidad Tecnológica de Eindhoven trabajó en un proyecto de arquitectura de pykrete en Juuka, Finlandia, que incluía una cúpula de hielo y un modelo a escala de la Sagrada Familia, pero se produjo un error humano y la cúpula se acabó hundiendo.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Pykrete

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