Criado titânio que flutua na água

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2026

Comprovado: Flutua mesmo.
[Imagem: Sara Tan/RMIT]

Titânio que flutua

Engenheiros australianos criaram um material de titânio forte e leve que flutua na água, mesmo após sofrer danos severos, revelando um novo caminho promissor para criar barcos, navios e infraestruturas marítimas.

É uma estrutura de titânio composta por hastes ocas e interligadas, sendo que as partes ocas são preenchidas com espuma. O material não apenas flutua, como também resiste à exposição à água do mar.

Na verdade, ele mostrou ser mais resistente do que o aço inoxidável ou o plástico de alta densidade atualmente usados na fabricação de cais, boias e sensores flutuantes.

"Embora as estruturas metálicas treliçadas possam ser incrivelmente leves - com densidades inferiores a um décimo da densidade da água - seus espaços abertos e interconectados permitem a entrada de água, fazendo com que afundem," disse o professor Jordan Noronha, da Universidade RMIT. "Isso tornou essas estruturas fortes e leves inadequadas para infraestrutura marítima - até agora."

Para isso, foi necessário redefinir a métrica de flutuabilidade e então desenvolver uma técnica capaz de preencher com precisão as partes ocas - mas confinadas - com espuma de poliuretano. Isso não apenas garante a flutuabilidade, como também torna o material muito robusto, continuando a flutuar mesmo após receber rachaduras e amassamentos significativos.

Seções transversais do cubo de titânio antes e depois de ser preenchido com espuma de poliuretano para aumentar a flutuabilidade.
[Imagem: Sara Tan/RMIT]

Forte, leve e resistente

A flutuabilidade alcançada impressiona: Uma boia marítima, impressa em 3D pela equipe seguindo seu projeto, permaneceu estável em um tanque de água do mar turbulenta mesmo quando era girada até 45 graus. E isso sem que a boia precisasse de uma caixa selada, revestimento protetor ou sistema extra de flutuação.

A estrutura híbrida permaneceu flutuando mesmo após danos significativos, incluindo rachaduras, falhas em pontos de conexão importantes e a fratura de uma camada inteira da estrutura. Ela afundou somente após ser severamente esmagada e compactada, o que destaca seu potencial para manter a flutuação apesar de grandes danos estruturais.

"Pequenas células seladas na espuma retêm o gás e impedem que a água inunde as hastes ocas," detalhou Noronha. "Dessa forma, a espuma atua como uma barreira distribuída que ajuda a estrutura a permanecer flutuando após danos - ao contrário das estruturas marítimas ocas convencionais, que podem se encher rapidamente de água após rachaduras."

O desempenho também foi bom em testes de corrosão de curto prazo usando água do mar natural: Após duas semanas de imersão, a estrutura perdeu apenas 0,15% de sua massa, enquanto sua resistência diminuiu em menos de 1%.

Os testes mostraram que a estrutura de titânio é 70% mais resistente do que o aço inoxidável ou o polietileno de alta densidade, materiais amplamente utilizados em aplicações marítimas, quando comparados com a mesma densidade total.

Foi preciso desenvolver uma nova métrica de densidade para viabilizar o desenvolvimento.
[Imagem: Jordan Noronha et al. - 10.1002/adma.74641]

Repensando a densidade

Para conseguiu projetar e construir seu novo material híbrido - tecnicamente é um metamaterial - os pesquisadores precisaram primeiro desenvolver uma nova medida, batizada de densidade esquelética, para prever se estruturas abertas irão flutuar ou não.

Os cálculos de densidade convencionais incluem todo o espaço aberto dentro de uma estrutura em treliça, mesmo que a água possa ocupar esse espaço e, portanto, não contribua para a flutuabilidade.

A densidade esquelética, por sua vez, considera apenas as partes da estrutura que excluem a água: As paredes de titânio e os canais selados e preenchidos com espuma.

"Isso fornece aos engenheiros uma regra de projeto simples: Se a densidade esquelética for menor que a do líquido circundante, a estrutura flutuará - mesmo quando a água fluir por todas as suas aberturas externas," explicou Noronha.

A boia impressa em 3D usada nos testes.
[Imagem: Sara Tan/RMIT]

Outras aplicações

Como o metamaterial mostrou-se altamente adaptável, a equipe já planeja explorar uma gama de outras aplicações além da infraestrutura marítima.

"Alterando o material dentro da estrutura de titânio, poderemos criar uma estrutura semelhante para absorção de energia, gerenciamento térmico, controle de vibração e outras aplicações," disse Noronha.

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