{"id":302,"date":"2018-06-05T10:23:34","date_gmt":"2018-06-05T10:23:34","guid":{"rendered":"http:\/\/grupo.us.es\/derematerialia\/?page_id=302"},"modified":"2019-11-14T09:34:45","modified_gmt":"2019-11-14T09:34:45","slug":"la-aleacion-z","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/grupo.us.es\/derematerialia\/la-aleacion-z\/","title":{"rendered":"Ensayos: Materiales fant\u00e1sticos"},"content":{"rendered":"

La aleaci\u00f3n Z<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Juan Manuel Montes <\/em><\/strong>(05-06-2018)<\/p>\n

L<\/span>a aleaci\u00f3n Z<\/em> es el material con el que est\u00e1 fabricado el portentoso Mazinger Z, al menos todo su blindaje exterior. Naturalmente, tanto la mencionada aleaci\u00f3n, como el robot gigante que la incorpora, son ficticios, pero su descripci\u00f3n, como sucede normalmente en la ciencia-ficci\u00f3n, est\u00e1 trufada de elementos cient\u00edfico-t\u00e9cnicos reales que conceden cierto grado de verosimilitud. En efecto, en la ingenier\u00eda es habitual el uso de aleaciones<\/em> y no de materiales puros por sus, en general, mejores prestaciones. Una aleaci\u00f3n<\/em> es una mezcla de dos o m\u00e1s elementos, no necesariamente met\u00e1licos, pero en proporciones tal que el material resultante sigue teniendo car\u00e1cter met\u00e1lico (lo que a menudo se traduce en que sigue siendo conformable por deformaci\u00f3n pl\u00e1stica, una caracter\u00edstica muy deseable). En este caso, sabemos que la aleaci\u00f3n Z contiene japonio<\/em> (japanium<\/em>, en ingl\u00e9s), ese nov\u00edsimo elemento qu\u00edmico al que ya nos referimos anteriormente, y del que ignoramos si se trata de un elemento met\u00e1lico o no met\u00e1lico. Con el proceso de aleado siempre se persigue una mejora de ciertas propiedades; aunque ser\u00eda lo ideal, no es posible mejorar todas las propiedades a la vez, por lo que, a veces hay que asumir sacrificios. La cuesti\u00f3n est\u00e1 lejos de ser simple, y en las propiedades finales del material influyen muchos factores, entre ellos, l\u00f3gicamente, los ingredientes (componentes) empleados y las proporciones en las que intervienen, pero tambi\u00e9n el modo en que el material fue solidificado, y los tratamientos finales a los que habitualmente se somete la pieza de aleaci\u00f3n ya conformada: tratamientos t\u00e9rmicos, de endurecimiento superficial, etc.<\/p>\n

Por lo que nos cuenta la serie de animaci\u00f3n, el resultado logrado con la aleaci\u00f3n Z era incre\u00edble, no solo por su extraordinaria dureza y resistencia, sino porque adem\u00e1s exhib\u00eda una envidiable resistencia al desgaste, y una sorprendente capacidad de absorber la energ\u00eda de los impactos recibidos, algo que nunca fue mencionada en la serie, pero que, me temo, es la m\u00e1s singular de todas sus propiedades.<\/p>\n\n\n
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Plancha de aleaci\u00f3n Z sometida a un haz laser ultraenerg\u00e9tico capaz de fundir acero. La plancha resulta indemne. El ensayo es parte del informe\/exhibici\u00f3n que los Profesores Kabuto y Yumi ofrecen a la prensa en el episodio 1.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\n\n\n\n

\u00bfQu\u00e9 sabemos de esa incre\u00edble aleaci\u00f3n? Conocemos perfectamente su secuencia de fabricaci\u00f3n, descrita con todo lujo de detalles en el episodio 34. El japonio<\/em> es extra\u00eddo de su mineral (\u00bfo se hallaba en forma nativa?), a partir de la veta localizada en el subsuelo del Instituto, fundido y purificado. Mezclado con los componentes adecuados y en las proporciones precisas, el conjunto se vuele a fundir. El material fundido se hace pasar a una c\u00e1mara de enfriamiento para su solidificaci\u00f3n, reduciendo la temperatura por debajo de -400 \u00baF (-240 \u00baC), y a continuaci\u00f3n se hace pasar a otra c\u00e1mara donde se calienta de nuevo hasta una temperatura cercana a los 5000 \u00baC. Tras el enfriamiento, del que ning\u00fan detalle ha trascendido, se obtienen lingotes de aleaci\u00f3n Z, listos para ser conformados. Una vez conformadas las distintas piezas, estas se someten a tratamientos t\u00e9rmicos y superficiales para optimizar sus propiedades finales. Todo muy razonable, a excepci\u00f3n de las sorprendentes temperaturas requeridas.<\/p>\n

El nombre del material tiene su importancia; en la serie hay vacilaciones en la denominaci\u00f3n adoptada durante los distintos episodios, si bien puede concluirse lo siguiente: Afrodita A, el robot pilotado por Sayaka, la hija del Profesor Yumi, fue fabricado con aleaci\u00f3n Z<\/em>, en cambio, Mazinger Z fue fabricado con un material mejor que es denominada superaleaci\u00f3n Z.<\/em> (En las posteriores continuaciones de la serie, Gran Mazinger fue tambi\u00e9n fabricado con superaleaci\u00f3n Z, sin embargo, Mazinkaiser fue fabricado a partir de una versi\u00f3n notablemente mejorada, la llamada la ultraaleaci\u00f3n Z<\/em>.)<\/p>\n

El t\u00e9rmino superaleaci\u00f3n<\/em> no es un invento de esta serie de animaci\u00f3n, aunque quiz\u00e1s responda m\u00e1s a una licencia de sus guionistas. Una superaleaci\u00f3n<\/em> es una aleaci\u00f3n que puede trabajar prolongadamente (miles de horas) a temperaturas altas (por definici\u00f3n, superiores a 540 \u00baC). Este es un requisito esencial para los materiales con los que se fabrican los \u00e1labes de turbina en motores de reacci\u00f3n, pero no parece, sin embargo, que fuera esencial para la coraza del Mazinger. Es obvio, que el material deber\u00eda ser capaz de mantener sus propiedades mec\u00e1nicas (de resistencia, dureza y tenacidad) durante los picos de temperaturas ocasionados por el armamento de los enemigos (los brutos mec\u00e1nicos), pero no que tuviera que soportar altas temperaturas durante tiempos largos. La cuesti\u00f3n no es menor, porque ello condiciona fuertemente la posible composici\u00f3n del material.<\/p>\n

En la tecnolog\u00eda actual, se emplean b\u00e1sicamente tres tipos de superaleaciones: de base Fe-Ni, de base Ni y de base Co. La elecci\u00f3n de estas tres bases no es nada casual. Los tres elementos tienen puntos de fusi\u00f3n elevados y poseen a temperatura ambiente estructuras cristalinas del tipo \u00abc\u00fabica centrada en las caras\u00bb, lo que les concede buena capacidad de deformaci\u00f3n y poder de disoluci\u00f3n de elevados porcentajes de elementos como Cr, Mo o W (que actuar\u00e1n como potenciadores de sus propiedades). Para conseguir un buen comportamiento hasta los 700 \u00baC se pueden emplear supealeaciones de base Fe-Ni, para extender el rango hasta los 1000 \u00baC se han de emplear las de base n\u00edquel, y para temperaturas de trabajo superiores aun, se ha de emplear la base cobalto, siempre que los requisitos de resistencia no sean muy severos. Las superaleaciones de base Ni son las que, en general, permiten alcanzar las mejores prestaciones.<\/p>\n

En el caso de las de base Fe-Ni y de las base Ni, la elevada resistencia mec\u00e1nica se debe, principalmente a la presencia de precipitados de compuestos intermet\u00e1licos (esto es, metal-metal) muy estables con la temperatura. Para dificultar la coalescencia de estos precipitados, que se ve activada con la temperatura, se les a\u00f1ade Re. Adem\u00e1s, contribuye a la resistencia mec\u00e1nica la presencia de carburos, carbonitruros y\/o boruros y, en menor medida, el endurecimiento por soluci\u00f3n s\u00f3lida proporcionado por elementos como Mo, W, Ta y el propio Re. Algunas aleaciones de base Ni mejoran su resistencia con la adici\u00f3n de \u00f3xidos, como el Y2<\/sub>O3<\/sub>, dispersos en su seno. El refuerzo de las superaleaciones de base Co, por el contrario, est\u00e1 basado fundamentalmente en la presencia de una elevada cantidad de carburos.<\/p>\n

La mayor\u00eda de las superaleaciones contienen adem\u00e1s importantes cantidades de Cr, para mejorar su resistencia a la corrosi\u00f3n. No obstante, en los \u00faltimos a\u00f1os, y por motivos econ\u00f3micos, se ha ido reduciendo el contenido de Cr, a la vez que se ha incrementado el de Al. As\u00ed se logra mantener la misma resistencia a la oxidaci\u00f3n, aunque no sucede lo mismo con otros tipos de corrosi\u00f3n.<\/p>\n

Teniendo todo esto en cuenta, no es descabellado pensar que la adici\u00f3n de incluso peque\u00f1as cantidades de japonio<\/em> a la superaleaci\u00f3n se tradujese en una mejora notable de sus propiedades. Habr\u00eda que conocer muy bien las propiedades de ese elemento para aventurar algo m\u00e1s.<\/p>\n

Pero como dec\u00edamos, ciertamente, las superaleaciones nacieron con la idea de proporcionar materiales met\u00e1licos refractarios, esto es, capaces de trabajar en condiciones de altas temperaturas durante tiempos muy largos. Quiz\u00e1s, los guionistas cuando hablaban de superaleaci\u00f3n solo quer\u00edan decir \u00abuna aleaci\u00f3n extraordinaria\u00bb, desconociendo el sentido riguroso del t\u00e9rmino t\u00e9cnico. (En la misma l\u00ednea, una aleaci\u00f3n a\u00fan mejor que una superaleaci\u00f3n<\/em> cabr\u00eda llamarse ultraaleaci\u00f3n<\/em>.) Ser\u00eda m\u00e1s sensato entonces pensar en materiales cuyas propiedades estuviesen optimizadas a temperatura ambiente, pero eso s\u00ed, capaces de resistir golpes tanto mec\u00e1nicos como t\u00e9rmicos.<\/p>\n

Hay un extraordinario material \u2015el metal maravilloso lo llaman algunos\u2015 que es incre\u00edblemente resistente a la tracci\u00f3n, al desgaste, a la corrosi\u00f3n, refractario, mal conductor del calor, con un punto de fusi\u00f3n elevado de 1675 \u00b0C \u2015aunque al aire no podr\u00eda superar los 1200 \u00baC porque arder\u00eda\u2015 y, adem\u00e1s, extraordinariamente ligero (4.51 g\/cm3<\/sup>). Ese singular material no es otro que el titanio<\/em>, que no en vano recibi\u00f3 este nombre por los gigantes Titanes de la mitolog\u00eda griega.<\/p>\n

Si estas son las propiedades del titanio puro, \u00bfqu\u00e9 no podr\u00e1 esperarse de sus aleaciones? En efecto, algunas propiedades de sus aleaciones son impresionantes, y las industrias qu\u00edmica, energ\u00e9tica, biom\u00e9dica, marina y aeroespacial se lo disputan. Algunas de las aleaciones mejor conocidas son del tipo Ti-Al-V con adiciones menores de Cr, Zr y\/o Mo, que con el debido tratamiento t\u00e9rmico permiten fabricar piezas con mejor resistencia a la fatiga y ductilidad que aceros con secci\u00f3n mayor. Sencillos tratamientos superficiales, como de nitruraci\u00f3n, permiten crear recubrimientos finos sobre las piezas terminadas que mejoran extraordinariamente su resistencia al desgaste, por lo que son ampliamente empleadas en la fabricaci\u00f3n de brocas y herramientas de corte. Las aleaciones de Ti-Al-Ru son capaces de trabajar en condiciones de salmuera sin que se produzca corrosi\u00f3n. Con excelentes propiedades de biocompatibilidad est\u00e1n las aleaciones de Ti-Mo-Zr-Fe o las de Ti-Nb-Ta-Zr. Algunas de estas aleaciones poseen una asombrosa propiedad denominada \u00abmemoria de forma\u00bb, esto es, la capacidad de recuperar la forma inicial mediante un aumento de temperatura. Ciertamente, las propiedades mec\u00e1nicas a temperatura ambiente de las aleaciones son superiores a las del titanio puro y s\u00ed, a elevadas temperaturas durante tiempos largos, esas propiedades son inferiores a las proporcionadas por las superaleaciones de Ni y Co, con un rango t\u00e9rmico de aplicabilidad m\u00e1s restringido. No obstante, algunas composiciones muy espec\u00edficas, como la de los intermet\u00e1licos TiAl y Ti3<\/sub>Al, s\u00ed poseen excepcionales prestaciones mec\u00e1nicas a temperaturas elevadas, aunque no m\u00e1s all\u00e1 de 700 \u00baC. En cualquier caso, no es eso lo que buscamos.<\/p>\n\n\n\n
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Broca de aleaci\u00f3n de titanio recubierta por nitruro de titanio (responsable del color dorado).<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\n\n\n\n

\u00bfQu\u00e9 podr\u00eda provocar la adici\u00f3n del japonio<\/em>? Qui\u00e9n sabe\u2026 Pero estoy convencido de que si la serie de Mazinger Z se hubiese creado en el momento actual, la superaleaci\u00f3n Z contendr\u00eda japonio<\/em>, pero tambi\u00e9n titanio. Sencillamente, porque est\u00e1 de moda.<\/p>\n

Hay, sin embargo, una \u00faltima consideraci\u00f3n que puede forzarnos a un replanteamiento general. En multitud de episodios de la serie, se nos muestra con gran claridad c\u00f3mo los golpes que encaja Mazinger Z, propinados por sus enemigos, no ocasionan mayor efecto que los que reparte Mazinger, que tampoco es manco. Pero esto es verdaderamente sorprendente por la raz\u00f3n que ahora les dir\u00e9. Una de las virtudes que m\u00e1s se elogia en la serie es que, ya sea por una menor densidad y\/o por las fabulosas propiedades de la superaleaci\u00f3n Z, el blindaje de Mazinger Z puede tener menor espesor, sin menoscabo alguno de su protecci\u00f3n, pero permitiendo una importante reducci\u00f3n de masa, que se traduce en un menor consumo de energ\u00eda para moverse y una mayor agilidad. En efecto, si como se menciona en la serie, la masa de Mazinger Z era de 20 TM, la masa en torno a 10 veces superior de sus enemigos deber\u00eda hacerlos m\u00e1s lentos (algo que no se observaba en la pantalla, porque algunos volaban sin problemas, incluso a velocidades supers\u00f3nicas), pero sus golpes deber\u00edan haber sido fatales, provocando desplazamientos mayores que los ocasionados por los asestados por Mazinger. Dado que eso no es lo que se observa en la serie, debemos pensar que ello se debe a una singular propiedad de la superaleaci\u00f3n Z que conforma su blindaje: la de absorber la energ\u00eda de los impactos, y devolverla en forma de alguna radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica no visible. \u00bfLe suena de algo? Ciertamente, como no me juego nada, estoy en condiciones de apostar que el japonio<\/em> no era ning\u00fan nuevo elemento, sino el ya conocido como vibranio<\/em>. As\u00ed, ciertamente, la superaleaci\u00f3n Z podr\u00eda tratarse de la misma aleaci\u00f3n (de acero<\/em> y vibranio<\/em>) con la que Howard Stark fabric\u00f3 el escudo del Capit\u00e1n Am\u00e9rica, adelant\u00e1ndose al Profesor Kabuto en algunas d\u00e9cadas. La energ\u00eda fotoat\u00f3mica ser\u00eda, pues, el resultado de una emisi\u00f3n intens\u00edsima en el rango visible provocada por la estimulaci\u00f3n s\u00f3nica del japonio\/vibranio, con la frecuencia adecuada que hab\u00eda encontrado tras largu\u00edsimos c\u00e1lculos te\u00f3ricos el Profesor Kabuto. Tampoco es descartable que la superaleaci\u00f3n Z se tratara de una aleaci\u00f3n verdaderamente nueva constituida con titanio y japonio\/vibranio. Quiz\u00e1s.<\/p>\n

Me sorprende que esta conexi\u00f3n no se le haya ocurrido a nadie. Estaba clar\u00edsima desde el principio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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