La Edad de los Materiales de Avanzada (Primera Parte)

Empresa productora del níquel "Comandante Pedro Soto Alba"

 Por Eduardo

En los últimos años, gracias a los avances en la comprensión teórica de la estructura física y biológica de la materia, así como los progresos en las técnicas experimentales e industriales, han permitido a la humanidad desarrollar nuevos materiales cuya existencia y utilización hace 30 años hubiera servido únicamente como tema de novelas de ciencia-ficción.

La demanda en el desarrollo de nuevas super-computadoras mueve al desarrollo de vidrios de extremada pureza y otros materiales para generar y transmitir haces de luz. De esta manera el impulso eléctrico para la transmisión de información se sustituye por ondas luminosas. Se han desarrollado además nuevos materiales semiconductores que han permitido construir pastillas electrónicas (microchips) con 100 millones de elementos de trabajo en cada una.

En la construcción de aviones y cohetes se han desarrollado aleaciones cerámicas ultraligeras que resisten temperaturas de hasta 1880ºC lo que permitirá diseñar en un futuro no lejano aeronaves que superen ocho veces la velocidad del sonido.

En la industria del automóvil el ahorro de combustible obliga a recurrir a plásticos de alta resistencia en la construcción de carrocerías y los componentes cerámicos para los motores. Casi todos los equipos militares se fabrican con aleaciones (de hierro u otros metales), cerámicas, plásticos y materiales híbridos. Es más, industrias vitales para cualquier país como las del transporte, maquinaria pesada, maquinaria agrícola y de la construcción conceden especial importancia al aprovechamiento de las propiedades de nuevos materiales que multipliquen el rendimiento y las posibilidades de los equipos.

La ciencia de los materiales constituye un elemento crucial en la resolución de problemas económicos fundamentales, entendiendo por tales la limitación de recursos, la escasez de materiales estratégicos y el sostenimiento del crecimiento económico. El cobre es un ejemplo de la disminución de las reservas de materias primas que fueron abundantes en tiempos no muy remotos.

La continua demanda de este metal básico ha motivado la explotación de yacimientos de muy baja riqueza cuyo suministro hay que completar con la recuperación y el reciclaje. La primacía del cobre como conductor está descendiendo ante otros metales como el aluminio. También se están desarrollando polímeros eléctricamente activos. En las comunicaciones, el empleo del cobre ha pasado a la historia, los cables de fibra óptica han ocupado su lugar.

El ahorro de energía se incrementará notablemente en la misma medida en que las investigaciones acerca de aleaciones superconductoras se desarrollen. El desarrollo además de nuevos procesos de obtención de piezas como la pulvimetalurgia, permitirían disminuir notablemente las pérdidas de materias primas.

La disminución de elementos estratégicos como el níquel, el cromo, el cobalto, el manganeso y otros cuya producción en estos momentos está casi toda en manos de las transnacionales que explotan las reservas mundiales de estos metales (casi en su totalidad en países del llamado tercer mundo); ha llevado a que científicos occidentales estén desarrollando nuevas aleaciones metálicas y métodos de fabricación así como cerámicas, polímeros y materiales híbridos o compuestos con poca o nula dependencia de materiales importados y que permiten obtener productos más eficaces o rentables.

En 1960 Paul Dunrez, Ronald H Willenz y sus colaboradores lograron en el Instituto tecnológico de California los primeros metales amorfos o vidrios metálicos. Su técnica para la producción de estas aleaciones estaba basada en un principio que todavía se utiliza en la actualidad denominado laminación por rotación. Un chorro de metal fundido se dirige sobre la superficie de un disco o cilindro metálico en rotación mantenido a una temperatura inferior a la temperatura ambiente. De esta forma el metal se enfría a velocidades superiores a un millón de grados Celsius por segundo. El material obtenido se distinguirá del metal común por la ordenación de sus átomos sin responder a una red cristalina determinada.

Estos materiales en estudio hoy día presentan isotropía a diferencia de los metales cristalinos que generalmente son anisótropos. Es decir que las propiedades mecánicas de los mismos son las mismas independientemente de la dirección de la pieza metálica en que se analicen estas propiedades, mientras que en el segundo caso las propiedades mecánicas varían. La resistencia específica de estos metales es mucho mayor y no poseen un eje de magnetización preferente, lo que permite aplicarlo en gran escala en la fabricación de transformadores, cabezales de lectura, electroimanes.

A lo largo de la historia se ha visto que la ciencia de materiales como parte de la Revolución Científico Técnica actual, como un componente de la misma, debería en todo momento contribuir al desarrollo humano, desde la hora en punto que se convierten en la actual coyuntura histórica en fuerzas productivas decisivas; sin embargo no siempre el desarrollo de nuevas tecnologías para la obtención de materiales novedosos ha estado basado en un aprovechamiento racional de los recursos.

Todo el proceso de desarrollo acelerado de las fuerzas productivas tuvo lugar en países fundamentalmente de la Europa Occidental, Estados Unidos, Japón y en menor medida en los antiguos países socialistas desarrollados como la Unión Soviética y la RDA. Los países que conforman el llamado tercer mundo entre los que se encuentra Cuba quedaron limitados en la distribución del trabajo dentro del sistema capitalista a ser fuente segura de suministro de materias primas.

Las mayores reservas de minerales, recursos energéticos, hidrocarburos, reservas boscosas y biológicas se encuentran territorialmente en los países del sur pobre y explotado pero a su vez se encuentran en poder de las transnacionales de países desarrollados. Estos últimos son los verdaderos beneficiados de la explotación de los recursos de los pobres de este mundo.

Estos países consumen el 65% de la producción mundial de acero, el 80% de toda la producción de petróleo y gas, el 70% de la madera, etc. En el campo de la Ciencia de los Materiales, como en casi todas las ramas de la economía, el déficit de recursos y el poco acceso a tecnologías de avanzada hacen que en este campo la diferencia entre países pobres y ricos se acentúe cada vez más.

Por ejemplo si en Cuba se sustituyeran los núcleos de los transformadores de metal clásico por los de metal amorfo que ya comienzan a utilizarse en países desarrollados se ahorrarían miles de Kw/h al año. Si este trabajo se desarrollara en los Estados Unidos el ahorro sería de 40000 millones de dólares al año y en todo el mundo esa cifra se elevaría a 100000 millones al año.

A su vez los países capitalistas transfieren a nuestros países industrias altamente contaminantes que ocasionan en ocasiones desastres ecológicos y humanos como el ocurrido en Bophal (India) donde una fábrica de productos químicos de la transnacional norteamericana Union Carbide provocó un escape de gas letal que causó la muerte a más de 3000 personas.

El uso indiscriminado de los gases del tipo Freón (Fluoroclorocarbonos) utilizados en los equipos de refrigeración ha provocado la aparición de un hueco en la capa de ozono que protege a nuestro planeta de las radiaciones ultravioletas. Las fábricas de los países desarrollados al verter miles de toneladas de CO₂ a la atmósfera provocando el llamado efecto invernadero que eleva la temperatura media del planeta provocando cambios climáticos difíciles de pronosticar.

Sólo una política de desarrollo sustentable basada en aprovechamiento óptimo de los recursos materiales unida a una política encaminada a la introducción de la ciencia y la técnica, la eliminación del intercambio desigual entre los países y el establecimiento de un nuevo orden económico internacional que garantice el desarrollo sostenible de nuestros pueblos, permitirá a nuestras naciones disfrutar del empleo de nuevos materiales y contribuir al desarrollo de esta rama del saber humano.