A 40 años del alunizaje

Avances en la tecnología de materiales

El Ing. Qco. Gerardo Daniel López hace un resumen de los principales adelantos que la carrera espacial ha generado y que se han derramado luego a otros usos en la Tierra. Entre ellos, metales y aislantes utilizados por la aeronáutica y cierto tipo de armamentos, e incluso algunos que llegaron al ámbito doméstico, como los adhesivos de contacto, conocidos como cianoacrilatos.

Laura Osti

“Como idea general, desde el envío de las misiones Apolo, e inclusive antes, hubo que resolver un montón de problemas muy particulares para los materiales, que no los tenían los materiales de uso práctico en la superficie terrestre”, afirma el Ing. Qco. Gerardo Daniel López.

Después de cuarenta años de la recordada hazaña espacial en la que el hombre caminó por primera vez sobre la superficie lunar, son muchos los avances tecnológicos que reconocen un gran desarrollo a partir de esa carrera espacial, cuyo fin más importante es lograr la permanencia de personas en el espacio y conseguir su regreso a Tierra en buenas condiciones de salud.

Uno de los aspectos cruciales ha sido el relacionado con el peso, subraya López. “Porque es sumamente costoso, cada gramo que uno manda al espacio cuesta un montón de dólares en combustible, por la resistencia que les pide a los materiales, que están sujetos a velocidades extremas, aceleraciones importantes y hay que prever la posibilidad de distintos tipos de circunstancias que se puedan encontrar a lo largo de un vuelo, en la partida y en el aterrizaje y desde el punto de vista de exigencias particulares, por ejemplo, el hecho de pasar de la atmósfera al vacío y después volver a entrar en la atmósfera, o de las temperaturas que se generan cuando estos artefactos regresan a la atmósfera, teniendo en cuenta que entre los varios miles de grados de la parte de afuera y la temperatura apta para el hombre del lado de adentro hay nada más que una pared muy delgada de material que lo separa”.

López, quien tuvo la oportunidad de conocer y recorrer los museos de la Nasa, donde le llamaron la atención “las cápsulas Géminis, utilizadas antes de las misiones Apolo para ir al espacio. Fueron las primeras pruebas para mandar una persona afuera de la atmósfera terrestre y permitirle que regresara, cuando terminaban su vuelo caían en el océano, mediante un sistema de paracaídas. Al atravesar la atmósfera, se generan miles grados de temperatura en la parte de afuera, pero la persona que está adentro no puede estar a más de 40, 45 ó 50 grados, a lo sumo, entonces había que resolver ese salto térmico con un espesor de material relativamente bajo. Las cápsulas Géminis, hechas con materiales anteriores, llegaban con lo justo, casi por completo calcinadas”.

Aislantes

Para el profesional, uno de los avances más importantes desde las misiones Apolo, ha sido “el desarrollo de materiales cerámicos que fueran capaces de aislar esa temperatura. Con el ancho de una pared de un equipo, de unos pocos centímetros -dice-, esa tecnología fue utilizada luego para la cabeza de las naves espaciales, que es lo que fricciona contra la atmósfera, porque en las misiones lunares la gente tenía que ir y volver, sometida a un doble estrés.

Hoy en día es un componente estándar de los transbordadores espaciales, que van y vuelven muchas veces”.

El nombre técnico de este nuevo material es cermet, apócope de cerámica-metal. El cermet combina “elementos cerámicos, que son los que le dan resistencia a la temperatura, con elementos metálicos, que le dan la ductilidad suficiente como para poder trabajarlo, cortarlo, darle la forma y que le da una resistencia mecánica a las tensiones que evita que se quiebre”, explica López.

“Esto se fue perfeccionando y hoy en día los transbordadores espaciales están todos recubiertos de cermet, en forma de plaquitas cuadraditas, de dos o tres centímetros de lado, y más o menos un centímetro de espesor, que se adhieren a la parte exterior de la carcaza metálica, que es el elemento mecánicamente resistente”, añade.

Adentro de esa carcaza, la temperatura es normal y los astronautas no necesitan usar los trajes aislantes ni ninguna protección adicional.

Otra de las ventajas de este material es su bajo peso.

López señala que “estos materiales no existen en forma original, son todos elaborados a partir de minerales naturales: tanto el metal como los cerámicos todo se llevan a polvo y se los trabaja con grandes presiones (dos o tres mil veces la presión de la atmósfera). Se compacta todo eso, se produce lo que se denomina sinterizado, que es un proceso de cohesión de la materia sin necesidad de fundirla. Hoy en día esto se usa también en la industria aeronáutica bélica, en aviones que van a velocidades dos o tres veces la velocidad del sonido -que están sometidos a fricciones muy importantes-, y en todo lo que tiene que ver con los misiles nucleares, porque es el mismo tipo de estrés al que están sometidos”.

El especialista también considera que otros usos posiblemente vayan surgiendo cuando aumente el volumen de la producción de estos materiales y bajen los costos. Algunos aplicaciones de uso civil podrían ser hornos, hogares, utensilios sometidos al fuego y en algún proceso industrial, como por ejemplo, hornos para fundir metales preciosos.

Adhesivos

Otro elemento de origen en la industria espacial que se está usando a nivel doméstico es el pegamento conocido como la gotita, dice López. “Había que encontrar una manera de adherir estas plaquitas cerámicas al material metálico del vehículo, entonces se desarrollaron unos pegamentos sumamente resistentes, que se utilizan en muy pequeña cantidad, que tienen una fuerza de adhesión muy grande, y es a partir de la industria aeronáutica y este tipo de uso que se desarrollaron los cianoacrilatos (la gotita). Si ese material falla, compromete toda la misión espacial. En el accidente del Endeavour hace unos años, la reconstrucción posterior mostró que se habían desprendido algunas plaquitas del revestimiento, lo que produjo una fisura en la carcaza y se desintegró, es porque esos materiales trabajan en condiciones sumamente críticas”.

Metales ultralivianos

Agrega que “también se ha trabajado mucho en utilizar metales de bajo peso, de baja densidad, para hacer las partes metálicas, aleaciones basadas en el aluminio, por ejemplo, en el titanio, que son materiales que tienen mucha menor densidad que el hierro, que tienen una resistencia mecánica que con unas formulaciones adecuadas se puede conseguir que sea equiparable a la del acero. Son aleaciones ultralivianas, basadas en titanio, en aluminio, venciendo las dificultades que tenían esos materiales originalmente”.

Esto ha tenido mucha difusión en la aviación comercial porque ha permitido bajar el peso de los aviones y también se han optimizado mucho todos los sistemas orgánicos que se usan como aislantes.

Finalmente, López destaca que otro de los aspectos que ha merecido mucha atención e innovación ha sido el de los trajes espaciales, consiguiendo aleaciones que permiten, con unos pocos centímetros de espesor, aislar a la persona del cero absoluto, como se denomina al frío del espacio exterior, permitiendo que el cuerpo del astronauta permanezca a una temperatura no inferior a los 37 grados como tenemos todos en la superficie terrestre.

Ing. Qco. Gerardo Daniel López, titular de la cátedra Ciencia de los Materiales, de la UTN Facultad Regional Santa Fe.

Foto: Néstor Gallegos