Titanio: o metal deste século

1989/03/01 Rodriguez Ibabe, Jose Maria Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Materialak

Hai poucos anos empezouse a utilizar o aluminio, inicialmente no sector aeronáutico e logo en moitas aplicacións cotiás. Hoxe en día, parécenos incomprensible manter o noso nivel de confort sen mencionar o aluminio: transporte, xanelas, utensilios de cociña, alimentación, etc.

Ademais do aceiro e o aluminio, existe outro metal que se está usando cada vez máis, aínda que aínda ten pouca importancia na nosa vida diaria. Este metal é o titanio.

Un inglés chamado Gregor descubriu o titanio en 1791, e sete anos despois o germánico Klaproth chamoulle baseándose na mitoloxía clásica. Con todo, este novo metal pasou 150 anos sen coñecer ningunha aplicación industrial. En 1938 Wilhem Kroll inventou o procedemento industrial paira obter o titanio puro do mineral. Así se deu o paso paira empezar a utilizar o titanio na tecnoloxía.

II. Tras a Guerra Mundial, e debido á gran expansión da aeronáutica militar, comézanse a investigar metais de baixa densidade ou metais lixeiros. Estes metais son o aluminio, o magnesio e o titanio. Deste tres metais, o aluminio e as súas aliaxes empezáronse a utilizar inmediatamente en avións, como os fuselajes. Deste xeito, ao compararse cos aceiros, reducíase o peso dos avións e reducíase o consumo de combustible. A mesma razón motivou que na última década o uso do aluminio nos automóbiles aumente.

Ademais da densidade do titanio, aínda que é maior en comparación co alúmulo (4,5 e 2,7 kg/dm 3), ten outra característica ^moi importante, é dicir, que a súa temperatura de fusión sexa moi alta (1678ºC). Grazas a esta propiedade, os técnicos pensaron que o titanio sería un material moi apropiado paira construír partes quentes dos avións. Nas turbinas dos avións as temperaturas de traballo adoitan ser altas, polo que paira construír os brazos e o resto de partes é necesario utilizar produtos que soportan estas temperaturas. Ademais, si a densidade destes produtos é baixa, cóbrense as necesidades da aeronáutica.

Na década dos 50, o Goberno de EEUU investiu moito diñeiro na investigación de metais lixeiros co obxectivo de impulsar a aeronáutica militar. No campo do titanio gastáronse 4000 millóns de dólares e investigáronse case 3000 aliaxes ou combinacións diferentes con outros metais. Aínda que os resultados non foron moi interesantes (especialmente desde o punto de vista comercial), aos poucos empezáronse a utilizar as primeiras aliaxes de titanio.

Entre as primeiras aplicacións hai que mencionar algunhas partes do motor do avión DC-7 (ano 1952). A produción do metal aumentou até 1957. Naquel período os gastos militares en EEUU sufriron un notable descenso na aeronáutica, debido á introdución do diñeiro en mísiles. En consecuencia, a produción de titanio tamén foi menor até 1960, pero desde entón sempre foi en aumento. Por exemplo, no avión Boeing 707 (posto en servizo en 1958) o número de aliaxes de titanio era de 80 kg, no Boeing 747 (ano 1969) de 3850 kg e no DC-10 (ano 1971) de 5500 kg, é dicir, máis do 10% do peso estrutural.

Como vemos, as aplicacións foron crecendo. Paira iso estanse cumprindo dúas condicións. Por unha banda, grazas á investigación están a utilizarse novas aliaxes de titanio. Estas novas aliaxes son capaces de soportar temperaturas máis altas. Por exemplo, en 1954 a aliaxe Ti-6-4 (6% de aluminio e 4% de vanadio) tiña o seu límite de traballo en 300C. No ano 1984 a aliaxe IMI-834 (5,5% Ao, 4% Sn, 4% Zr, 3% Mo, 1% Nb e 0,5 Si) pode utilizarse até 590ºC. Por outra banda, a medida que aumenta a produción, o prezo da tonelada vai diminuíndo, facéndose máis competitivo comparándoo con outros metais, especialmente coas aliaxes de aluminio.

Outra das propiedades do titanio que está a ser moi útil nos últimos anos é a súa alta resistencia á corrosión. Grazas a esta propiedade, as aliaxes de titanio están a utilizarse cada vez máis paira construír tubaxes, camiños, etc. en industrias químicas. Tamén é un metal moi apropiado paira o almacenamento de líquidos a baixas temperaturas, como o hidróxeno e o osíxeno.

Paira terminar diremos que o titanio está considerado como biomaterial. As aliaxes de titanio soportan mellor a corrosión dos líquidos que temos nos nosos corpos que o aceiro inoxidables, o que fai que a prótese ósea e as partes metálicas das válvulas cardíacas leven cada vez máis titanio.

Como vemos, aínda que nun principio o titanio só se utiliza na industria militar, na actualidade está a cobrar gran importancia en moitas aplicacións civís. Neste momento as vendas distribúense da seguinte maneira: 35% en avións civís, 28% en aplicacións de corrosión e 37% en avións e mísiles militares. Pero aínda o maior problema do titanio é o seu elevado prezo, e polo momento é impensable o seu uso nalgunhas áreas. Por exemplo, segundo a compañía Ford paira uso en automóbiles, o titanio deberá ser polo menos tres veces máis barato e parece que non será nada fácil conseguilo.