Microgravedad y aleaciones

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Desde: 25 Ene 2015

AUTOR: F_L_K

Microgravedad y aleaciones
 

Hace unos dias... estaba comiendo en un bar y se veia en la tele un canal de economia 24 horas (no recuerdo el nombre... sobre la 1 o las 2 ponen el balance de la fuerza de la moneda en general.. ylos anuncios salen en ingles aunque el canal esta en espa;ol.. por si alguien sabe a kual me refiero)... bueno. pues el caso en cuestion es que en uno de los apartados del canal/programa (science)... hablaban sobre los estudios que se estan realizando en microgravedad a la hora de realizar aleaciones.... 
debido a la gravedad... los metales adquieren unas cualidades que provocan en la aleacion final unas caracteristicas inferiores a las que podrian darse sin esta (la gravedad tambien afecta al proceso).... debido a ello.. se estan realizando experimentos en microgravedad para ver el resultado.... buscando aleaciones mas ligeras y mucho mas resistentes..... se buscan aleaciones perfectas... o casi perfectas...
ahora bien... lo que realemente me interesa de esto es un comentario que realizo uno de los investigadores.... no recuerdo las palabras al pie de la letra.. pero en general dijo....{{la utilizaicon de este tipo de aleaciones tendra muchas utilidades.. .por ejmplo podra utilizarse en la creacion de motores para aviones... lo que supondra un menor peso de estos y un nivel de carburante mas reducido...LO CUAL ABARATARA LOS COSTES}}........................... esto me hizo pensar....estos experimentos se estan realizando mediante viajes al espacio... lo cual supone unos gastos elevados... ademas del equipo material/personal necesario....... debido a esto....
es posible pensar que realmente eso llegue a ser posible???
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aqui dejo algo de informacion sobre el tema general.... y una peque;a noticia que he encontrado sobre el estudio..
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Aleaciones complejas: mezclando diversos metales se obtienen aleaciones, y la física predice que determinadas mezclas aún no ensayadas tengan características muy aprovechables. Sin embargo, los metales fundidos no se mezclan así como así y la producción de estas mezclas "ideales" a veces se ve dificultada por la diferente densidad de los componentes. En ingravidez se puede a veces crear la aleación buscada fácilmente. 
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Todo material sólido utilizado en la práctica de la ingeniería posee propiedades instauradas durante su proceso de producción, buena parte durante su fase líquida (cuando está fundido); otras se logran con el tratamiento térmico al que se somete la pieza acabada. Comprender el origen de las propiedades de los materiales requiere que se identifiquen las etapas críticas de su manufactura y que se analicen apropiadamente en lo que se refiere a la evolución de su microestructura. En el ejemplo de las aleaciones metálicas, veíamos que su resistencia depende del tamaño y forma de sus granos o cristales, los cuales se crean durante el enfriamiento y solidificación; en gran medida dicha resistencia depende también de la uniformidad con la que los diferentes componentes se distribuyen en la aleación.

En la microgravedad, esos cristales crecen menos, pero más uniformemente, por lo que materiales solidificados en órbita adquieren propiedades diferentes, la mayoría de las veces deseables. Algunos de estos resultados se conocen desde hace tiempo, sin embargo queda mucho por entender en cuanto al procesamiento de materiales en el espacio y resta todavía evaluar cuáles serán las propiedades más favorecidas y útiles. Se sabe, por ejemplo, que al comenzar el proceso de solidificación se forman unas "islas" de átomos que se agregan ordenadamente, en las que se inicia el crecimiento de los granos cristalinos; esto ocurre simultáneamente en varios puntos del material fundido; lo que se desconoce es el crecimiento, y en la Tierra la gravedad influye y causa el desplazamiento de dichas islas en las corrientes convectivas, lo que hace imposible el análisis atómico por medios como la microdifracción de rayos X, técnica con la que se produce una especie de proyección macroscópica, que hace visible la posición de los átomos en alguno de los cristales. En órbita se podría aprovechar un dispositivo que permitiera visualizar el crecimiento de tales islas, ahí estáticas por la ausencia de convección. El dispositivo de estudio consistiría, quizá, en un metal entre dos placas de vidrio separadas unas micras, y un calentador capaz de fundir el metal, que luego se enfriaría y se solidificaría. Mientras por uno de sus lados se irradiaría el metal con rayos X, y por el otro se captarían los patrones de difracción con un detector de rayos X. Es previsible que con este tipo de arreglo se pueda seguir el proceso de coalescencia o formación de islas, desde la fase casi líquida hasta la sólida, información de gran valor explicativo sin duda para quienes trabajan en la investigación de las propiedades microestructurales de los materiales sólidos. Un esquema de esta idea se presenta en la figura 24.

Figura 24. Esquema de un experimento exploratorio para el estudio del proceso de solidificación y coalescencia de granos metálicos.

 

Hay diversos tipos de sensores y detectores de rayos X; quizá el más conocido son las placas fotosensibles que se utilizan en las radiografías médicas. Sin embargo, para captar imágenes en el espectro, la tendencia moderna se aleja cada vez más de los materiales fotosensibles, tipo fotográfico, para adentrarse en la optoelectrónica, campo que combina la óptica y la electrónica, y que también se denomina electroóptica. Los experimentos en microgravedad con cristales, que tienen aplicaciones importantes en la técnica moderna, han tenido hasta ahora resultados muy alentadores. Por ejemplo, en el crecimiento de compuestos de silicio, galio y germanio, materiales en los que se fundamenta la industria microelectrónica y la óptica, sí contrastamos experimentos terrestres y espaciales, observamos que la estructura cristalina del material espacial es considerablemente más uniforme que su contraparte terrestre, aun cuando el crecimiento o aumento de masa es menor en la órbita. En éste y en otros casos, el material crecido en el espacio es claramente superior, debido a que los fenómenos microgravitatorios enfatizan sus propiedades de más utilidad práctica, al grado de que justifica plenamente el costo del experimento exploratorio, a pesar de ser éstos los primeros intentos. 
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Planes para desarrollar nuevos materiales en microgravedad

(El País) - Científicos y empresas del proyecto Impress tienen puestas sus esperanzas en la experimentación en el espacio, en condiciones de microgravedad, para el desarrollo de nuevos materiales, según los responsables del proyecto, que se reunieron recientemente en San Sebastián.
El objetivo de este proyecto, financiado por la Unión Europea (UE) y la Agencia Europea del Espacio (ESA), con una cincuentena de socios, entre ellos grandes empresas, se centra en el conocimiento de los procesos, estructuras y propiedades finales de las denominadas aleaciones intermetálicas de altas prestaciones. Se trata de materiales híbridos que combinan las ventajas de las aleaciones metálicas y los materiales cerámicos, como una gran maleabilidad y una gran resistencia mecánica y térmica. Sectores como el aeronáutico, el energético o el químico son algunos de los posibles beneficiarios de estos nuevos materiales.
Por ello, el Impress es uno de los pocos proyectos coordinados por la ESA, puesto que es también uno de los pocos que deberían permitir sacarle rendimiento a la Estación Espacial Internacional (ISS) (concretamente al módulo europeo Columbus, que todavía no se ha lanzado), según Jesús Marcos, director de Tecnalia Aerospace, centro tecnológico español participante en el mismo. "La microgravedad permite controlar todos los parámetros de estabilidad del material, lo que nos permite desarrollarlos y mejorarlos", explicó.
El proyecto cuenta con un presupuesto de más de 35 millones de euros y se encuentra en el ecuador de su desarrollo. Sus responsables tienen hasta 2009 para investigar y desarrollar nuevos procesos y aplicaciones de una docena de estas aleaciones intermetálicas, que permitan competir a los países europeos con Japón y EE UU, más avanzados en este campo. Además de la ESA, cerca de una cincuentena de socios participan en el desarrollo de este proyecto, entre los que se encuentran universidades y centros de investigación de varios países europeos y Rusia.