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52 A B C CIENCIA Y FUTURO MIÉRCOLES 10- 6- 87 La demanda de la industria más avanzada ha creado la necesidad de desarrollo de materiales cuyo comportamiento en condiciones extremas de presión, temperatura o ambiente mejore el rendimiento de los materiales tradicionales. Por otro lado, los nuevos materiales tendrán un importante papel en la solución de problemas como la escasez de materias primas, la limitación de los recursos y el crecimiento de la productividad. En este sentido, uno de los materiales tradicionales que ha sufrido una mayor evolución es la cerámica. Los nuevos materiales de origen cerámico son excepcionalmente livianos, capaces de resistir un uso prolongado y elevadas temperaturas Una de las razones que explican el desarrollo de las investigaciones de materiales cerámicos son sus posibilidades como sustituto de materiales escasos o estratégicos. Según los expertos, la cerámica reducirá en un futuro cercano la dependencia de materiales como el cobalto y el tugsteno en los procesos de tallado y resistencia al calor, as (como del cromo, cobalto, manganeso y metales del grupo del platino en su empleo por parte del sector del automóvil. La producción de algunos de estos materiales es escasa o se encuentra concentrada en una situación de monopolio, por lo que es muy alta la posibilidad de un corte de suministro. Este peligro no exite en los materiales cerámicos, puesto que las materias primas necesarias para su fabricación son muy abundantes y de fácil obtención. nos que el utilizado para conseguir un metal o compuesto metálico. Sin embargo, tos motivos fundamentales que llevaron a la investigación del material cerámico son las propiedades que le otorga su propia naturaleza. La cerámica cuenta con una gran dureza, resistencia al calor, a la oxidación y al ataque químico. Características pro- En la próxima década este material sustituirá a las superaieaeiones mar una cerámica y la posibilidad de sustituir en las mismas un elemento por otro permiten una diversidad de materiales casi infinita con una gran variedad de propiedades. La naturaleza de la cerámica añade, no obstante, uno de sus mayores defectos, la fragilidad. La cerámica es prácticamente indeformable bajo fuertes cargas, pero se rompe con facilidad al avanzar las grietas abiertas. El tamaño crítico de grieta que provoca la rotura de la mayoría de las cerámicas es de menos de cien micrometros de diámetro, mientras que las aleaciones metálicas soportan varios milímetros. todavía solucionados, los costes y la fiabilidad no están asegurados. Las grandes contracciones que sufre el material durante la cocción provocan numerosos fallos estructurales y variantes de tamaño que impiden un proceso de reproducción masivo de piezas idénticas. Otro problema es la necesidad de acercarse, lo más posible al objeto deseado, puesto que tras la cocción sólo se puede trabajar el producto con diamante debido a su extraordinaria dureza. Hasta el momento los materiales cerámicos han encontrado aplicaciones en los campos de la electrónica, la electricidad, el magnético, el óptico, el biológico y el nuclear, entre otros. Se utiliza en herramientas de corte y cojinetes, en células solares y substratos de circuitos integrados, en láser y lámparas de sodio de alta presión, y como abrasivo. Bajo consumo energético El bajo coste supone otra de las ventajas de la cerámica sobre los materiales tradicionales que puede sustituir. Otra de las razones económicas es el bajo consumo energético para obtener los materiales cerámicos, un cincuenta por ciento me- 1 seoior del automóvil está muy interesado en! a utilización de! a cerámica como sustituto lie diversos materiales. tas ventajas de la cerámica en los motores sle combustión derivan de su ligereza y re- Implantes dentarios sistencia a eievadas temperaturas. Una de sus utilizaciones más co En un futuro cercano se dispondrá de un mo- nocidas son los implantes óseos y dentales. En este tipo tor lie de gas para automóviles com- ciones médicas, sobre de interventodo en el pletamente cerámico caso de huesos largos y dientes, el porcionadas por los fuertes lazos En la actualidad este problema se que a nivei atómico mantienen su ha solucionado mediante técnicas equilibrio estructural. como la desarrollada por el Instituto Por otro lado, la diversidad de es- de Cerámica y Vidrio Español, contructuras atómicas que pueden for- sistente en la introducción de oclusiones o partículas de un material cerámico en otra estructura cerámica, por ejemplo; circona en una masa de alúmina. material ideal sería aquel que favoreciera la regeneración de la materia orgánica lesionada, disolviéndose al mismo tiempo que se produce el nuevo tejido vivo que ocupe su lugar. En este sentido, en el futuro los materiales cerámicos de fosfato de calcio quizá constituyan el sustituto de tejido duro más biocompatible. Este tipo de materiales no provocan rechazos ni inflamaciones en el organismo, se unen sólidamente el hueso mediante mecanismos de cementado natural y no impiden la reposición de minerales en el hueso circundante. Probablemente los implantes del futuro estarán formados por una base metálica revestida de un material bioactivo de carácter cerámico, fijándose mediante materiales que faciliten la unión hueso a hueso en vez del cementado utilizado actualmente. Desde que Daimler y Kart Benz crearon, hace ya más de cien años, las bases para la motorización del tráfico, se han ido descubriendo de forma paulatina nuevos materiales para la fabricación de automóviles. La cerámica es uno de los materiales más antiguos conocidos. Hasta ahora, en los automóviles se ha empleado poco o sólo en proyectos de investigación como el Auto 2000 de Daimler- Benz. La dureza y solidez entusiasmaron al proyectista, pero su fragilidad plantea nuevos problemas a los expertos en materiales. zada con más frecuencia en este campo. Recientemente, un grupo de investigadores japoneses de la Universidad de Tokio explicaron la estructura cristalina de un nuevo material cerámico que tiene la principal propiedad de ser superconductor a una temperatura de cien grados absolutos. La utilización de bario, cobre y lantano para conseguir una cerámica superconductiva que, en noviembre pasado, fue propuesta por científicos de Zurich ha constituido el banderazo de salida de una auténtica carrera internacional para De reducido peso, con elevada lograr un nuevo material superconestabilidad química y baja conducti- ductor, que se pueda aplicar a la bilidad térmica, así como alta cali- próxima generación de ordenadodad de superficie, la cerámica tiene res. amplias posibilidades para ser utiliJ. M. F- R. El proceso de fabricación En la fabricación de productos cerámicos se realizan operaciones similares a las realizadas con las tradicionales. Únicamente se han desarrollado algunas técnicas para perfeccionar el sistema. Por ejemplo, se añaden polímeros orgánicos aglomerantes en lugar de agua para lograr una masa más maleable, otros productos orgánicos para evitar aglomerados de polvo que bajarían la calidad del producto final, y se aplican presiones para densificar el material antes de la cocción, logrando que la contracción que se realiza durante la misma sea lo más regular posible. No obstante, los problemas de la producción a gran escala no están Motores compactos Otra aplicación de la cerámica, aún en fase de experimentación, es el desarrollo de motores de conducción directa por conversión en moví-