Titanioa: mende honetako metala

Duela urte gutxi aluminioa ere hasi zen erabiltzen; hasieran aeronautika-arloan eta gero eguneroko aplikazio askotan. Gaur egun, ulertezina iruditzen zaigu gure konfort-maila aluminioa aipatu gabe mantentzea: garraiotan, leihotan, sukaldaritza-tresnetan, elikaduran eta abarretan.

Altzairu eta aluminioaz gain, badago gero eta gehiago erabiltzen ari den beste metal bat, nahiz eta oraindik gure eguneroko bizitzan garrantzi txikia eduki. Metal hori titanioa da.

Gregor izeneko ingeles batek 1791. urtean aurkitu zuen titanioa, eta zazpi urte geroago Klaproth germaniarrak izena jarri zion mitologia klasikoan oinarrituz. Baina 150 urte pasatu ziren metal berri horrek aplikazio industrialik ezagutu gabe. 1938. urtean Wilhem Kroll-ek asmatu zuen mineraletik titanio purua lortzeko prozedura industriala. Horrela pausoa emana zegoen titanioa teknologian erabiltzen hasteko.

Gerra-abioien turbinetan hasi ziren titanioa erabiltzen.

II. Mundu-Gerra amaitu ondoren, aeronautika militarraren hedapen handia zela medio, dentsitate txikiko metalak edo metal arinak hasi ziren ikertzen. Metal horiek hauexek dira: aluminioa, magnesioa eta titanioa. Hiru metal horietatik, aluminioa eta bere aleazioak berehala hasi ziren hegazkinetan erabiltzen; fuselaiatan adibidez. Horrela, altzairuekin konparatuz, hegazkinen pisua arindu egiten zen eta ondorioz erregai-kontsumoa ere bai. Arrazoi berbera egon da azken hamarkada honetan aluminioa automobiletan gero eta gehiago erabiltzeko.

Titanioak dentsitateaz gain, nahiz eta alumunioarekin konparatuta handiagoa izan (4,5 eta 2,7 kg/dm ³ ), oso garrantzitsua den beste ezaugarri bat dauka, hau da, bere urtze-tenperatura oso altua izatea (1678ºC). Propietate honi esker, teknikariek hegazkinen zati beroak eraikitzeko titanioa oso material egokia izango zela pentsatu zuten. Hegazkinen turbinetan lan-tenperaturak altuak izaten dira, eta beraz, besoak eta gainerako zatiak eraikitzeko tenperatura horiek jasaten dituzten produktuak erabili behar dira. Gainera, produktu horien dentsitatea txikia baldin bada, aeronautikaren premiak ondo betetzen dira.

50.eko hamarkadan EEBBeko gobernuak aeronautika militarra bultzatu asmoz diru asko inbertitu zuen metal arinen ikerkuntzan. Titanioaren arloan, 4000 milioi dolar gastatu ziren eta ia 3000 aleazio edo beste metalekin egindako konbinazio desberdin ikertu ziren. Emaitzak ez ziren oso interesgarriak izan (ikuspuntu komertzialaren aldetik bereziki), baina apurka bazen ere berehala hasi ziren lehenbiziko titanio-aleazioak erabiltzen.

Lehenbiziko aplikazioen artean, DC-7 hegazkinaren (1952. urtean) motore-zati batzuk aipatu behar ditugu. Metalaren produkzioak gora egin zuen 1957. urtera arte. Aldi hartan EEBBetan gastu militarrek aeronautikan beherakada nabarmena jasan zuten, dirua misiletan erabiltzen hasi zirelako. Ondorioz, titanioaren produkzioa ere 1960. urtera arte apalagoa izan zen, baina geroztik beti gora joan da. Adibidez, Boeing 707 hegazkinean (1958. urtean zerbitzuan jarritakoan) titanio-aleazioen kopurua 80 kg-koa zen, Boeing 747an (1969. urtekoan) 3850 kg-koa eta DC-10ean (1971. urtekoan) 5500 kg-koa, hau da, egitura-pisuaren %10 baino gehiago.

Ikusten dugunez, aplikazioak goraka joan dira. Hori horrela izan dadin, bi baldintza ari dira betetzen. Alde batetik, ikerkuntzari esker titanio-aleazio berriak erabiltzen ari dira. Aleazio berri hauek gai dira tenperaturak altuagoak jasateko. Adibidez, 1954. urtean Ti-6-4 aleazioak (%6 aluminio eta %4 vanadio ditu aleazio honek) 300Ctan zeukan lan-muga. Aldiz, 1984. urtean IMI-834 aleazioa (%5,5 Al, %4 Sn, %4 Zr, %3 Mo, %1 Nb eta 0,5 Si) 590ºC-raino erabil daiteke. Bestalde, produkzioa gora doan heinean tonaren prezioa txikiagotuz doa eta horrela beste metalekin konparatuz (aluminio-aleazioekin bereziki) konpetitiboago bihurtzen ari da.

Titanioak badu azken urte hauetan oso erabilgarria gertatzen ari den beste propietate bat: korrosioarekiko erresistentzia handia. Propietate honi esker, gero eta gehiago erabiltzen ari dira titanio-aleazioak industria kimikotan tutuak, bideak eta abar eraikitzeko. Behe-tenperaturatan likidoak metatzeko ere (hidrogenoa eta oxigenoa adibidez), oso metal egokia da.

Bukatzeko, titanioa biomaterial bezala kontsideratuta dagoela ere esango dugu. Gure gorputzetan ditugun likidoen korrosioa titanio-aleazioek altzairu herdoilgaitzek baino hobeto jasaten dute eta horri esker hezurretako protesiak eta bihotzeko balbulen zati metalikoek gero eta titanio gehiago daramate.

Ikusten dugunez, nahiz eta hasieran titanioa industria militarrean bakarrik erabili, gaur egun garrantzi handia hartzen ari da aplikazio zibil askotan. Momentu honetan salmentak honela banaturik daude: %35 hegazkin zibiletan, %28 korrosio-aplikaziotan eta %37 hegazkin eta misil militarretan. Baina oraindik titanioaren arazorik handiena garestia izatea da, eta momentuz pentsaezina da arlo batzuetan erabiltzea. Adibidez, automobiletan erabiltzeko Ford konpainiak dioenez, gutxienez titanioak hiru bider merkeagoa izan beharko du eta dirudienez hori lortzea ez da batere erraza izango.