Los aceros especiales son aleaciones que se han diseñado para cumplir requisitos muy concretos gracias a su composición: se caracterizan por poseer propiedades específicas y concretas en función de su uso final, que los hacen aptos para usos particulares en la industria.
En el mercado podemos encontrar aceros inoxidables, aceros al silicio, aceros corten, aceros antidesgaste, aceros al manganeso, aceros construcción, entre otros.
Por ejemplo, hay aceros que son especialmente resistentes a altas temperaturas, a la corrosión, con gran dureza, maleables en frío, etcétera. Cada tipo de acero especial cuenta con características únicas, fruto de su composición y tratamientos posteriores.
Cabe señalar que la combinación exacta de cualidades depende de cada tipo de aleación de acero especial y de su composición química, diseñada según la aplicación metalúrgica a la que vaya destinado. Gracias a estos atributos pueden emplearse de forma óptima en usos industriales de alta exigencia.
Por supuesto, el desarrollo de nuevos aceros especiales es campo abierto a la innovación y el ingenio de investigadores que buscan aleaciones con características únicas y aplicaciones específicas.
En México, Liliana Romero, profesora de la Facultad de Química de la UNAM, en plena pandemia de Covid-19 se propuso el diseño de un acero especial y tras cuatro años de indagación ha logrado un acero mucho más ligero, hasta seis veces más resistente y durable que el convencional, cuya composición no permite la transmisión de enfermedades como la influenza o el coronavirus.
Romero imaginó la posibilidad del nuevo acero cuando se percató de que cuando viajamos en el Metro solemos sujetarnos de algún tubo metálico a fin de asegurarnos un viaje más estable y no caernos en algún movimiento brusco, pero el acero empleado en su elaboración acumula patógenos y su vida no es tan larga como se esperaría.
Con el mérito de ser la primera persona que trabaja este tipo de investigaciones, ante la pandemia se propuso disminuir la posibilidad de contagio por contacto (o fómites), para lo cual aprovechó metales de uso cotidiano e incorporó partículas de cobre en toda la masa de la aleación a fin de conseguir propiedades antimicrobianas. Al estar en todo el volumen del acero y no solo en la superficie, dio certeza de no perder la capacidad de combatir virus y bacterias, aunque el material se desgaste, raye o experimente otros percances.
Además, este innovador acero es totalmente sustentable y ecológico porque siendo ligero, durable y resistente requiere de menor mantenimiento, tiene costo de reemplazo más bajo y posee menor generación de residuos. El impacto social de este nuevo metal será determinante. Simplemente su instrumentación en el transporte público permitirá que los tubos para sostenerse ya no contagien enfermedades infecciosas: serán más confiables y seguros.
Aplicaciones
Consciente de la importancia de los aceros especiales en la industria moderna, para lograr el material deseado la investigadora universitaria combinó distintas zonas, ya que cada una tiene diferentes propiedades. Unas son más flexibles que otras y pese a que es resistente dicha flexibilidad es importante, porque ayuda a que se le puedan dar diversas formas.
Pionera en la formulación de la inédita aleación recuerda el acomodo de los materiales compuestos por zonas diferentes para mejorar las propiedades finales. Estos materiales se llaman heteroestructurados. De esta manera modificó el material para obtener las propiedades deseadas, por lo que este primer prototipo es seis veces más durable que el acero convencional.
Ejemplifica que cuando un metal es más resistente se puede usar menos cantidad de él. Por ejemplo, si un barco necesita una lámina de 100 kilogramos, con este prototipo se podrá usar una lámina más delgada que seguirá teniendo la misma resistencia y la nave, al estar compuesta de este material, será más ligera y usará menos combustible. En otros términos, el inesperado acero de la doctora Romero al poseer las cualidades de ligero y resistente resulta clave para sectores como el transporte, donde es importante reducir peso.
El proyecto de la profesora Romero se patentó en enero de 2023 y se ha presentado con éxito en diversos congresos internacionales. Además, le valió un reconocimiento en la cuarta edición de 25 Mujeres en la Ciencia, edición especial en Sustentabilidad Ambiental, otorgado por la Minnesota Mining and Manufacturing Company 3M.
Las principales aplicaciones de este nuevo acero se pueden dar en diferentes estructuras, porque es seis veces más fuerte que el convencional y más durable. Se puede usar en aviones, barcos, submarinos; o bien, en la estructura de un edificio, de igual forma que en la industria de almacenamiento de alimentos, porque es antimicrobiano. Ello es útil en transportes y espacios públicos donde uno sabría que además de ser un material más resistente no transmitirá enfermedades al tocarlo e incluso en el área médica para producir, por ejemplo, agujas y una amplia gama de dispositivos clínicos.
En distintos foros la maestra en Ciencia e Ingeniería de Materiales ha dicho que “es fundamental que un docente realice investigación, porque cuando los profesores lo hacemos también estamos aprendiendo. La investigación permite a la sociedad generar conocimiento nuevo que puede ser aplicado para resolver distintas necesidades reales”.
Innovadora, en la actualidad trabaja con aleaciones de titanio heteroestructuradas, que son más ecológicas por ser más durables y además totalmente biocompatibles para usarse, por ejemplo, en implantes ortopédicos.
Industrias de acero especial
Los aceros especiales se utilizan en varios sectores industriales importantes por sus excelentes prestaciones. Grandes industrias como la automotriz, la aeroespacial o la petroquímica son algunas de las más beneficiadas gracias a la modificación de las propiedades del acero.
• Industria del automóvil Para fabricar componentes del motor, transmisiones, chasis, carrocerías, etcétera, que requieren gran resistencia, tenacidad y capacidad de absorber vibraciones.
• Aeroespacial En turbinas, compresores, trenes de aterrizaje y otras piezas críticas que deben soportar fuerzas y temperaturas extremas.
• De generación de energía En calderas, turbinas, transporte de fluidos a alta temperatura y presión, equipos nucleares, etcétera.
• Química y petroquímica Para fabricar reactores, columnas de destilación, intercambiadores de calor, tuberías, válvulas y otros equipos resistentes a la corrosión.
• De la inyección de plástico Este es uno de los sectores que más utiliza esta materia prima. Sobre todo, para la fabricación de los moldes de inyección que permiten crear piezas muy precisas.