ALGO NUEVO BAJO EL SOL

Ha habido honrosas excepciones, como la creación del bronce a partir de dos metales, o la del acero, que es un hierro tratado en forma especial. Pero durante la mayor parte de la historia humana, la producción de objetos útiles para el hombre, se ha basado en el uso de los materiales originales con que viene equipado el planeta Tierra.

Esa situación, sin embargo, ha cambiado en el presente. Basta mirar un automóvil de modelo reciente, y es fácil advertir que muchas de sus partes ya no son ni de madera, ni de metal, sino de varias clases de plásticos. Fueron éstos, pues, los que dieron el primer campanazo de alerta sobre los nuevos materiales. A partir de ellos, cada vez se hizo más evidente que en el futuro, los materiales podrían diseñarse, de la misma manera que se diseñan las cosas que han de producirse con ellos.

Los plásticos tienen sin embargo, importantes limitaciones. Aunque existen hoy en día plásticos fuertes y resistentes lo cierto es que los metales dominan todavía en la construcción de las partes estructurales, por ejemplo, de automóviles y aviones. Pero esas carencias han sido compensadas por la aparición de "compuestos", que son los hijos de una nueva disciplina científica, la ciencia de los materiales.

Las posibilidades son muy amplias: fibras de plástico para reforzar otro plástico, fibras de metal para reforzar la cerámica, fibras de carbono en vidrio, fibras de metal en otro metal...

La concepción de esos materiales compuestos es muy sencilla. Se trata de combinar un material que tenga ciertas propiedades, con otro que posea cualidades distintas. Si el proceso sigue un camino adecuado, el nuevo material tendrá las cualidades de los primeros dos.

Ese proceso, sin embargo, tiene sus límites. Ciertos metales, por ejemplo, a determinada temperatura disuelven las fibras que los refuerzan. Si, por ejemplo las fibras y el material que refuerzan, se expanden de diferente manera con el calor, el compuesto puede romperse. Pero mediante experimentación y, sobre todo, paciencia, esos defectos han sido superados. La fibra de carbón ha sido usada en compuestos con vidrio, resina epóxica y fenólica, termoplásticos y aluminio. Y el tungsteno se usa en el transbordador espacial para darle mayor resistencia a piezas de cobre transmisoras de calor en el motor.

La regla básica es que las características (fortaleza, flexibilidad, rigidez, etc.) de un material compuesto están formadas por las de los que lo integran, en la misma proporción que ellos están presentes en el compuesto. Pero en alguno casos, esas características pueden mejorarse sustancialmente.

El ingrediente fundamental de los compuestos es la fibra de carbono. Ninguna otra brinda una combinación semejante de ventajas. Apareció en los años 40, pero no fue sino en 1965 cuando se desarrolló una versión útil. En pocas palabras, la fibra de carbono se hace mediante la quema de una fibra polimérica. La clave es el estiramiento del material durante el proceso, de tal modo que el producto final es una fibra hecha de largas cadenas de átomos de carbono ligadas entre sí.

Los primeros que disfrutaron de las ventajas de las fibras de carbono fueron los golfistas, que componen un mercado dispuesto a pagar mayores precios a cambio de ventajas comparativamente pequeñas. Hoy, sin embargo, el mayor mercado no está en los productos deportivos, sino en la estructura de las naves aéreas y espaciales.

La fibra de vidrio también ha recibido un nuevo aire con el desarrollo de la tecnología avanzada. Su inconveniente es ser relativamente pesada, pero resulta especialmente útil cuando el bajo costo y la fortaleza son más importantes que la levedad. Hoy en día se producen algunos automóviles de estructuras reforzadas con fibra de vidrio. Y si el peso es un problema para su uso en aviones, otra característica la compensa: al contrario de la fibra de carbono, la de vidrio no conduce la electricidad.

La importancia de los materiales compuestos no sólo se cifra en su capacidad para reemplazar con ventajas a los metales. En algunos campos, la aparición de esos materiales permitirá desarrollar inventos que hasta ahora sólo existen en la mente de los científicos o en la mesa de dibujo.

Es el caso del carburo de silicio y el óxido de aluminio, que resultan de gran utilidad cuando se trata de materiales resistentes a altas temperaturas. Su importancia estriba en un principio universalmente conocido, que afirma que un motor es más eficiente en la medida en que trabaje a temperaturas más altas.

Eso significa que el desarrollo de materiales compuestos de base cerámica, podría hacer realidad el viejo sueño del motor de combustión interna de bloque de cerámica, que no requeriría lubricación ni refrigeración. Ello no sólo permitiría un funcionamiento sustancialmente más sencillo, sino una gran economía de combustible.

En el caso de los aviones, la temperatura en la cual se obtiene la mayor eficiencia está alrededor de 2.000 grados centígrados. A ese nivel de calor, las paletas de la turbina tenderían a fundirse, pero si se producen con un material cerámico, no sólo se logrará esa extraordinaria resistencia al calor, sino una economía sustancial en el peso de la turbina. Los estimativos varían, pero se cree que un motor jet podría llegar, cuando se apliquen todas las posibilidades de la cerámica compuesta, a pesar menos de una décima parte de los motores actuales.

Ello implicaría necesariamente una economía sustancial, que se aprecia mejor si se multiplican las horas de vuelo que tienen lugar diariamente en el mundo.

El bombardero Stealth, diseñado para ser virtualmente invisible para el radar, debe sus propiedades, no sólo a su extraño diseño, sino a la utilización de un material compuesto que posee un comportamiento eléctrico tal, que puede ser modificado sin afectar sus capacidades mecánicas. Eso hace que se pueda a voluntad crear una especie de "camuflaje electrónico~ capaz de difuminar su imagen en una pantalla enemiga.

Pero ese tipo de utilización ha hecho que los materiales compuestos adquieran la fama de pertenecer exclusivamente al campo de la astronáutica, en detrimento de la vida cotidiana. Pero ello no es así. Los compuestos podrían convertirse muy pronto en materiales de construcción que permitirían realizar, por ejemplo, los puentes más largos que jamás hubiera imaginado el hombre, livianos como plumas pero mucho más resistentes que el acero y el concreto. Oleoductos transcontinentales, capaces de soportar las enormes tensiones de alta mar. Edificios virtualmente indestructibles. La imaginación parece ser el único límite.