Aplicaciones Del Titanio

PRUEBAS DESTRUCTIVAS

 Ensayo de tracción

 Ensayo de resiliencia

 Ensayo de compresión

 Ensayo de cizallamiento

 Ensayo de flexión

 Ensayo de torsión

 Ensayo de plegado

 Ensayo de fatiga

 Ensayo de dureza (Brinell, Rockwell, Vickers). Mediante durómetros.

Ensayo de resiliencia:

El ensayo de resiliencia, también llamado de impacto o choque proporciona una medida de la tenacidad y ductilidad del material , en este caso el titanio; ya que en general existe una correlación entre ambas características

Aplicaciones del titanio

Aplicaciones biomédicas: Titanio quirúrgico

Prótesis ósea

El titanio es un metal biocompatible, porque los tejidos del organismo toleran su presencia sin que se hayan observado reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esta propiedad de biocompatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecánicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones médicas, como prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para la fabricación de válvulas cardíacas y marcapasos, gafas, herramental quirúrgico tales como bisturís, tijeras, etc., y también la gran cantidad de piezas llamadas piercing

• La aleación de titanio más empleada en este campo contiene aluminio y vanadio según la composición: [[Ti6Al4V]]. El aluminio incrementa la temperatura de la transformación entre las fases alfa y beta. El vanadio disminuye esa temperatura. La aleación puede ser bien soldada. Tiene alta tenacidad.

Las especificaciones de ASTM para el titanio quirúrgico son las siguientes:

• ASTM B265: placa y lámina: ASTM F1108 Ti6Al4V: pieza moldeada para implantes quirúrgicos

• ASTM B299: esponja: ASTM F1295 Ti6Al7: aleaciones de niobio para aplicaciones de implantes quirúrgicos

• ASTM B861/B862: tubo: ASTM F1341: alambre de titanio sin aleaciones para aplicaciones de implante quirúrgico

• ASTM B338: ASTM F136 Ti6Al4V: eli para aplicaciones de implante quirúrgico

• ASTM B348: barra: ASTM F1472 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante quirúrgico

• ASTM B363: conexiones: ASTM F620 Ti6Al4V: eli forjados para implantes quirúrgicos

• ASTM B367: piezas moldeadas: ASTM F67: titanio sin aleaciones para aplicaciones de implante quirúrgico

• ASTM B381: forjado: varias especificaciones especiales AMS y MIL-T

Las razones para considerar el material ideal para implantes endoóseos son:

• El titanio es inerte, la cubierta de óxido en contacto con los tejidos es insoluble, por lo cual no se liberan iones que pudieran reaccionar con las moléculas orgánicas.

• El titanio en los tejidos vivos representa una superficie sobre la que el hueso crece y se adhiere al metal, formando un anclaje anquilótico, también llamado osteointegración.

Esta reacción normalmente sólo se presenta en los materiales llamados bioactivos y es la mejor base para los implantes dentales funcionales.

• Posee buenas propiedades mecánicas, su fuerza de tensión es muy semejante a la del acero inoxidable utilizado en las prótesis quirúrgicas que reciben carga. Es mucho más fuerte que la dentina o cualquier cortical ósea, permitiendo a los implantes soportar cargas pesadas.

• Este metal es suave y maleable lo cual ayuda a absorber el choque de carga

El titanio brilla en la industria

El Museo Guggenheim, el Hotel Marqués de Riscal, el Gran Teatro Nacional de China, el Walt Disney Concert Hall…No es casualidad que el titanio protagonice algunas de las construcciones más vanguardistas de los arquitectos estrella. Sufrido, maleable, económico… este metal despierta el favor unánime de creadores, constructores e industrias.

Los arquitectos no solían contar con él en sus proyectos de más categoría. El titanio era un material que parecía limitarse a ejercer un papel sobresaliente en sectores como la aeronáutica, la odontología o la industria. Ahora, sin embargo, a sus virtudes más que evidentes como implante dental o plancha industrial, se unen las de fachada coloreada o remate imposible para edificios del siglo XXI. Los ejemplos proliferan a ritmo frenético.

Fotografía: cortesía de Michael Magat y Gehry Partner

Una cúpula de 600 m en forma de elipse sin una sola columna que la sostenga ilumina desde el pasado julio el cielo de Pekín. La construcción, apodada por su modernidad “el ovni”, es un ejemplo ideal de las prestaciones mágicas que el titanio aporta a la arquitectura contemporánea. Desde que el genial Frank O. Gehry sorprendiera al mundo con el espectacular acabado del Museo Guggenheim de Bilbao, arquitectos de todo el planeta han experimentado con las posibilidades de un metal ideal para plasmar en la práctica los deseos de su inspiración.

Pero, ¿qué tiene el titanio para haberse convertido en uno de los materiales fetiche de la arquitectura del siglo XXI? Basta con enumerar sus características físicas como metal para que emanen algunas de sus virtudes. Para comenzar, un peso ligero, una gran resistencia a todo tipo de agresiones e inalterable a la corrosión atmosférica, tres dones que lo convierten en un material perfecto para cubiertas, fachadas, revestimientos de columnas y cualquier tipo de elemento arquitectónico pensado para el exterior de las construcciones modernas.

Ligero y económico

“El titanio es hasta un 40% más ligero que el acero, lo que tradicionalmente le ha convertido en un material ideal para el sector de la aeronáutica. Ésta fue la primera aplicación que se le atribuyó históricamente. Ahora la arquitectura y la construcción han empezado a explotarlo como alternativa importante a otros materiales que escasean o se han utilizado mucho en el pasado”, explica Joaquín Vázquez, experto de la Asociación de Investigación Metalúrgica del Noroeste (AIMEN).

Fotografía: cortesía de Hiro Yamagata

Su resistencia, su maleabilidad y su ligereza hacen posible que las hojas de titanio sean más largas y manejables que las de otros metales, con el consiguiente ahorro económico en su manipulación y montaje. Las virutas, ondas y caracolas que adornan el llamativo Hotel Marqués de Riscal en La Rioja hubieran sido posibles utilizando también otro material, pero habrían resultado mucho más costosas y laboriosas.“El titanio no es un material económico en origen”,confirma Joaquín Vázquez, de AIMEN,“ya que aunque es bastante frecuente en la naturaleza, su procesamiento es caro. Hay titanio en multitud de países, como Australia, Canadá, Noruega, etc. “No obstante, precisa el experto,“basta con echar un vistazo a su precio en el mercado para comprobar el encarecimiento que se produce durante el acondicionamiento”. La clave de que resulte económico reside, por tanto, más que en el precio que tiene en el momento de la compra, en el ahorro de recursos que supone su posterior manipulación gracias a su ligereza.

Junto con esta cualidad, la resistencia que el titanio presenta ante el paso del tiempo es otra de las razones de que los arquitectos, los médicos y los ingenieros aeronáuticos hayan sucumbido a su hechizo. Ofrece una respuesta envidiable a la corrosión atmosférica, uno de los fantasmas más difíciles de capear cuando se trata de construir una fachada bella a la vez que resistente y práctica.“El titanio es prácticamente inalterable a la corrosión. Esto se debe a que se recubre rápidamente de una fina capa de óxido que lo colorea ligeramente y le da la fuerza necesaria para resistir agresiones atmosféricas. A partir de este momento, suele permanecer inalterable incluso durante más de un siglo”, describe el experto en metalurgia.

Endurecer el metal

Este recubrimiento de óxido se aprecia fundamentalmente cuando el titanio está en estado natural y no ha sido coloreado. El proceso de tinte es complejo, muy cuidado y modifica la reacción posterior del material. “La plancha de titanio natural se somete a un proceso electrolítico que produce una capa de oxidación, que depende de la intensidad de la corriente y del tiempo de inmersión. La capa nos da el efecto de color y será diferente para cada espesor obtenido. Posteriormente, se aplica una protección endurecedora incolora que consigue una estabilidad total en el acabado de las láminas de titanio”, resumen César Caicoya y Pilar Mateo, arquitectos de Idom, una de las empresas responsables de las obras del Guggenheim de Bilbao.

Fotografía: cortesía de Rolls-Royce

Si el titanio se va a emplear en construcción y en zonas de mucha visibilidad, se requiere efectuar previamente un cuidado estudio de su tonalidad para evitar variaciones entre las distintas planchas. “Es básico elaborar con anterioridad un estudio de uniformidad, ya que si se utiliza en un color diferente del natural, es frecuente que su tinte varíe ligeramente de una colada a otra”, revela Pilar Mateo. Estas precauciones evitarán no sólo las divergencias previas a la construcción, sino aquéllas que pueden surgir posteriormente con el paso del tiempo.

Nuevas aleaciones

El apogeo del uso de titanio como material para la construcción ha hecho que se pongan en marcha investigaciones frenéticas para lograr que su precio baje.“Es más que probable que en un plazo no muy lejano, como mucho de cinco años, veamos en el mercado aleaciones y nuevas combinaciones que den aún mejores resultados, que se puedan adaptar al sector de la construcción y la arquitectura de

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