Mater in progress - Exposicion (Madrid)

Mater in progress.

Nuevos materiales, nueva industria

Exposici贸n

Índice

Presentaciones 008 Desarrollo e innovación a través de los materiales. Joan Clos 012 Ciencia, tecnología y diseño. Beth Galí 018 El huevo y la gallina. Ramón Úbeda 024 Mater. Misión: transferencia de conocimiento. Miquel Espinet

MATER I+D+i 030 La vanguardia de los nuevos materiales. Javier Peña

038 108 170 232 304

Biotecnología, farmacia y agroalimentación 040 La ciencia como base Las enseñanzas de mater natura.

054 Nanotecnología como procedimiento Domesticando moléculas.

066 Biomimética como resultado La naturaleza lo hizo primero y lo hizo mejor.

088 Biomateriales Sobre la ITV del cuerpo.

Energía 110 El sol como reactor nuclear Fuente de luz y de vida.

116 Energías renovables Helios, Eolo y Gea. 130 Sostenibilidad y ciclo de vida Menos es más.

142 Los polímeros Entre la degradación del medio y el progreso sostenible.

154 Materia y energía Ni se crean ni se destruyen: se transforman.

Construcción 172 Nuevos sistemas constructivos Nuevos planes, idénticas estrategias.

190 La superficie de las cosas ¿La cara es el espejo del alma?

208 La transparencia Juegos de luz y materia.

220 La versatilidad de los plásticos Del kitsch al diseño.

Transporte 234 Propiedades específicas El esfuerzo por trabajar al límite.

256 La miniaturización La esencia, siempre en frasco pequeño se guarda.

El veneno, también.

270 Aleaciones de todo y temperatura cerámica Traditio et innovatio.

294 La memoria Almacenar y sobrevivir.

Textil 306 Las fibras y sus posibilidades ¿El material unidimensional?

318 Tejidos Entre la protección: viento, frío, agua, llama, ondas... y la comunicación 338 Tejiendo la inteligencia de los materiales Función y adaptación.

352 Crea Mater Los materiales son de todos y todos los podemos crear.

358 El arte de la materia. Josep Perelló

Glosario

4 | Índice de proyectos

Biotecnología, farmacia y agroalimentación 040 La ciencia como base 046 Aislamiento de nuevas entidades químicas (NCE) de origen marino con utilidad terapéutica Grupo Zeltia / Biomateriales y polímeros 048 Materiales sometidos a altas presiones NC Hyperbaric S.A. / Tecnología - Metales 050 Simulación Visual Laboratorio de Optica, Universidad de Murcia (LOUM) / Voptica SL / Visiometrics SL Tecnologia 052 Metamateriales Consorcio del proyecto Ingeniería de Materiales del programa CONSOLIDER Ingenio 2010 (Ministerio de Ciencia e Innovación) / Tecnologia 054 Nanotecnología como procedimiento 060 Loccandia Atos Origin / Tecnología - Metales 062 Nanopartículas para administración de fármacos complejos Advancell / Polímeros 064 BigMag Ramem S.A. (Madrid) / Matter Engineering (Suiza) / Nanostrukturtechnik, Universität Duisburg-Essen (Alemania) / Tecnologia 066 Biomimética como resultado 072 Mix Pak Grupo Maryper Alimentación / Polímeros

5 | Índice de proyectos

084 Gama de productos de nutrición clínica enteral Vegenat / Biomateriales 086 Síntesis de fibras bionspiradas Departamento de Ciencias de Materiañes.

ETSI Caminos, Canales y Puertos.

Universidad Politécnica de Madrids (UPM) Biomateriales y tejidos 088 Biomateriales 094 ATF Biotecnosoft System Calzados Mayjo S.A. / Polímeros 096 Obtención de un nuevo material biocompatible útil para la reparación de tejidos humanos Centro Comunitario de Sangre y Tejidos / Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) / MBA Incorporado S.A. Biomateriales 098 Implante dental biomimético con fosfato de calcio Universitat Politènica de Catalunya (UPC) / Klockner / Biomateriales y metales 100 Prótesis de mama externa aligerada Bluestar Siliconas España S.A. / Polímeros 102 Bioker Cerámica Industrial Montgatina S.L. Biomateriales y cerámicos 104 BHID Neos Surgery S.L. Adaptativos, biomateriales y metales 106 Texturas Sferificación Bulli taller - Albert y Ferran Adrià / Solé Graells S.A. / Biomateriales y polímeros

074 Nuevo polímero plástico para envasado de alimentos Campofrío Alimentación S.A. / Polímeross

Energía

076 Películas comestibles barrera al oxígeno y a la humedad La Morella Nuts S.A. / Biomateriales

116 Energías renovables

078 Cremas funcionales a base de frutos secos y cacao La Morella Nuts S.A. / Biomateriales 080 Hereditum Puleva Biotech S.A. / Biomateriales 082 Péptidos antihipertensivos procedentes de la fermentación láctica Leche Pascual / Biomateriales

110 El sol como reactor nuclear 122 Sistemas fotovoltaicos de concentración Isofotón / Semiconductores 124 Panel fotovoltaico arquitectónico en capa delgada T Solar Global S.A. / Semiconductores 126 Torres eólicas de hormigón prefabricado Inneo / Esteyco / Cerámicos y compuestos

128 Planta de aprovechamiento de la fuerza undimotriz Iberdrola energías marinas de cantabria, S.A. / Iberdrola renovables, S.A. / Tecnologia 130 Sostenibilidad y ciclo de vida 136 Empleo de lodos de papel en la fabricación de cementos con adiciones Instituto Eduardo Torroja. CSIC / Facultad de Ciencias. UAM / Fundación Labein / Ecológicos 138 Grauniert Enreco 2000 S.L. / Ecológicos 140 Casa Kyoto PMP - Prefabricados Pujol / Pich Aguilera / Ecológicos 142 Los polímeros 148 Detector de humedad para secadoras de alta gama Grupo Repol / Ornaplast Kunststofftechnik AG Polímeros 150 Juguetes biodegradables Instituto Tecnológico del Juguete AIJU / Plásticos Hidrosolubles S.L. / Polímeros 152 iUnika Gyy iUnika / Free Knowledge Foundation / Ecológicos Tecnologia 154 Materia y energía 158 Fabricación industrial de nanofibras de carbono Grupo Antolín Ingeniería / Compuestos 160 Generadores de corriente Cidete Ingenieros S.L. / Semiconductores 162 Metaphi-Expertise Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC S.A.) / Ecológicos 164 Sistemas de levitación magnética Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científica (CSIC) / Cerámicos 166 Membranas ultradelgadas para pilas de combustible Centre d’Investigació en Nanociència i Nanotecnologia de Barcelona (CIN2).

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Institut Català de Nanotecnologia (ICN) Cerámicos

168 Catalizador para la producción de hidrógeno ICMAB-CSIC / UPC / Cerámicos y compuestos

Construcción 172 Nuevos sistemas constructivos 176 Acero Nanobain Grupo Materalia del CENIM-CSIC en colabora ción con la Universidad de Cambridge en el Reino Unido / Metales 178 Cadenas de anclaje para plataformas marinas Vicinay Cadenas, S.A. / Metales 180 Basic House Martín Azúa / Compuestos 182 Compact Hàbit Compact Hàbit S.L. / Cerámicos 184 Viga doble T Easy Industrial Solutions / Compuestos 186 HybGrid Sylvia Felipe y Jordi Truco. SEGV. HYBRIDa Compuestos y polímeros 188 Drysystem TAU Cerámica Cerámicos, compuestos y polímeros 190 La superficie de las cosas 196 Bionictile® by Ceracasa Ceracasa / Fmc-foret / Universidad Politecnica Valencia ITQ / Cerámicos 198Baldosa domótica TAU Cerámica / Lartec / Cerámicos 200 Kerinox Vidres S.A. / Cerámicos 202 Non Slip Torrecid S.A. / Cerámicos 204 ABS Roca Cerámica S.A. / Cerámicos 206 Texturas biocolonizables Martín Azúa / Gerard Moliné / Escofet 1886 S.A. Cerámicos 208 La transparencia 212 HTL Enric Ruiz Geli - Cloud 9 S.L. / Presoltec MGS-GRC Cerámicos y compuestos

6 | Índice de proyectos

214 Levedad Área de diseño y arquitectura, Alicer.

Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) Cerámicos 216 Maxi Clean Roca Sanitario S.A. / Polímeros 218 SGG Bioclean con SGG Cool-Lite ST Saint-Gobain Glass Solarcontrol / Cerámicos 220 La versatilidad de los plásticos 224 SPM compositec Tecnivial, S.A. / Polímeros y compuestos 226 Colección Bo!ng Puntmobles S.L. / Polímeros 228 Sicotan y Sicopal BASF, The Chemical Company / Polímeros 230 Proyecto EP Institut Català d’Investigació Química (ICIQ) Polímeros y semiconductores

7 | Índice de proyectos

Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) / Cerámicos y compuestos 256 La miniaturización 262 Depósito extensible para lavaparabrisas y lavafaros Ficosa International S.A. / Metales 264 Antenas fractales Ficosa International S.A. / Metales 266 Circuitos miniaturizados para aplicaciones en satélites de telecomunicaciones Mier comunicaciones S.A. Cerámicos, compuestos y metales 268 Plastic Electronics Centre XIT Nanomol. Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Polímeros 270 Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Transporte 234 Propiedades específicas 240 Luna de plástico para espejos retrovisores Ficosa Internacional, S.A. / Polímeros 242 Estructura intertanques en material compuesto EADS Casa Espacio S.L. / Compuestos 244 Prototipo de estructuras ligeras de muy alta estabilidad para satélites EADS Casa Espacio S.L. / Compuestos 246 Motor de propulsión de material cerámico con nitruro de boro Tecnalia-Aerospace / Cerámicos y compuestos 248 Fulmar Mini UAV Aerovisión Vehículos Aéreos S.L. Tecnalia-Aerospace / Tecnología - Compuestos 250 Prototipo de sección posterior de fuselaje en composites Airbus España S.L. / Compuestos 252 Módulo integrado para el confort en el transporte aéreo Rückerlypsa Polímeros - compuesto - tecnologia 254 Aerogel

276 Hilo de contacto ranurado CuPMA La Farga Lacambra S.A.U. / Metales 278 Inyección de aluminio Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL).

Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) / Tecnología 280 Pintura absorbente de la radiación Micromag 2000 S.L. / Compuestos y metales 282 Aleaciones de magnesio Grupo Antolín Ingeniería / Metales 284 Processpray Hard Processpray Nano/Smart Processpray Forming Centro de Proyección Térmica (CPT) Tecnología 286 Recubrimientos mediante proyección térmica HVOF Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL).

Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) / Gutmar S.A. Tecnología 288 Materiales cerámicos ultraduros electromecanizables

Instituto Nacional del Carbón (INCAR). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) / Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) / Cerámicos 290 Hileras cerámicas Cerámica Industrial Montgatina S.L. Cerámicos 292 Obtención de piezas metálicas por sinterizado láser Subcontratación de Proyectos Aeronáuticos S.A. (SPASA) / Metales 294 La memoria 300 Fluidos magnetorreológicos y ferrofluidos Gaiker Centro Tecnológico / Centro de Tecnologías Electroquímicas (Cidetec) / Universidad del País Vasco (UPV) - Euskal Herriko Unibersitatea (EHU). Departamento de Electricidad y Electrónica / Universidad de Mondragón.

Departamento de Mecánica / Adaptativos 302 Uniones túnel usando barreras multiferroicas Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científica (CSIC) / Metales

Textil 306 Las fibras y sus posibilidades 310 Lencería cosmética de Belcor. Serie 649 Vives Vidal, VIVESA S.A. Polímeros, compuestos y tejidos 312 Biofibras avanzadas Centro Tecnológico Leitat / Polímeros y tejidos 314 Murafil Nano Murtra Industries S.A. Compuestos, polímeros y tejidos 316 Microcápsulas con materiales termorreguladores en soporte textil Asintec (Centro Tecnológico de Confección) / Universidad de Castilla-La Mancha / Polímeros 318 Tejidos 324 The fantastic bioplastic Good for Environment / Equilicuá Ecológicos y polímeros 326 Windbarrier O 380 TAG Innovación, S.A, empresa del Grupo Estam

bril / Polímeros, compuestos y tejidos 328 Desarrollo de prótesis de pared abdominal Industrias textiles de Raschel S.A. (Interasa) Polímeros y tejidos 330 Wabi Camper / Tejidos y polímeros 332 Tejido de apantallamiento electromagnético Cetemmsa Centro Tecnológico / Tejidos 334 Tejidos de papel para prendas de moda CTF Centre d’Innovació Tecnològica. Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) / Mimcord Tejidos 336 Philippino Fiber Project Carmen Hijosa / Polímeros y tejidos 338 Tejiendo la inteligencia de los materiales 342 Textil electroluminiscente Cetemmsa Centro Tecnológico / Tejidos 344 Tejidos inteligentes electroconductores CTF Centre d’Innovació Tecnològica.

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Compuestos y tejidos 346 Textil electrocrómico Cetemmsa Centro Tecnológico / Tejidos 348 Tejidos con memoria de forma Fundación para la Innovación Textil de Igualada (Fitex) / Metales y tejidos 350 Termotejido Especialidades Médico Ortopédicas S.L. (EMO) Tejidos

Crea Mater 354 Cafeplast Elisava Escola Superior de Disseny Raquel Díaz Ruiz / Fernando Giner / Laia Puig / Ecológicos y polímeros 355 Macrocerámica Salvador Aztlán Tercero Martínez, Dilia Gabriela Pino García / Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, campus Monterrey / Escola Massana de Barcelona / Cerámicos 356 Polipropileno reciclado y reforzado Santa & Cole Neoseries, s. L. Polímeros y compuestos 357 ECOALF 1.O Grupo Fun & Basics, S. A. / Polímeros y tejidos

9 | Desarrollo e innovación a través de los materiales

8

Desarrollo e innovación a través de los materiales

En la actualidad, el papel preponderante que los materiales desempe-

Joan Clos

materiales posibilita la obtención de rendimientos mayores utilizando

Ministro de Industria, Turismo y Comercio (Septiembre de 2006 – Marzo de 2008)

abajo arriba» a través de la reducción de las escalas de trabajo, y

ñan en nuestra realidad cotidiana es innegable. El avance tecnológico producido en este sector tiene un gran impacto positivo sobre el tejido industrial, no en vano la tecnología de materiales es considerada, a nivel internacional, junto a la energía y a las TIC, una de las tecnologías básicas para una adecuada sostenibilidad en la competitividad industrial. La innovación en el campo de las ciencias de los menos materias primas, en particular, mediante la fabricación «de permite la generación de productos de mayor valor añadido, más adaptados a sus requerimientos, con propiedades mejoradas y que reducen los residuos generados durante toda su vida útil. En el marco institucional, conocedores de la relevancia del sector, éste ocupa un importante lugar dentro del 7º Programa Marco de la UE, y, más recientemente, en el Plan Nacional de I+D+i 2008-2011, donde una de las cinco acciones estratégicas diseñadas es la de nanociencia y nanotecnología, nuevos materiales y nuevos procesos industriales. Todo esto hace necesario que el empuje debido a las tecnologías de materiales trascienda al gran público.

Bajo el nombre de Mater se esconde un ambicioso proyecto del FAD (Foment de les Arts i del Disseny), que, desde su comienzo, ha conta-

10 | Desarrollo e innovación a través de los materiales

11 | Desarrollo e innovación a través de los materiales

do con el apoyo del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, muy

los nuevos materiales descubren nuevas aplicaciones para la tecnolo-

consciente de la trascendencia del sector de los materiales para la

gía actual. Esta relación complementaria, que resalta el valor de los

industria en general. El proyecto se desarrolla en el ámbito de los

materiales como sector horizontal, se muestra en la exhibición a

nuevos materiales y la innovación y persigue un objetivo doble. Por

través de proyectos innovadores. Son proyectos actuales, en uso en el

un lado, busca dar a conocer al gran público el impacto de éstos en

mundo de la industria y de los servicios, por lo cual quiero agradecer

numerosos sectores de la economía mediante una exposición y el

a todas las empresas, centros tecnológicos, universidades y otras

presente libro. Por otro, prestar servicio a empresas, centros tecnoló-

entidades, tanto su amable participación como su fe en la necesidad y

gicos, universidades y profesionales, mediante el centro permanente

la relevancia de esta iniciativa. Los casi cuatrocientos proyectos

de consulta de materiales del FAD. Un centro especialmente atento a

alcanzados constituyen un fiel reflejo de la cantidad y la calidad de la

aquellos materiales que presenten una novedad y a sus tecnologías

innovación que se está llevando a cabo en nuestro país.

asociadas. Con la exposición, se busca trasladar al público la impor-

Quiero aprovechar esta oportunidad para dar las gracias al FAD por el

tancia económica que los nuevos materiales han adquirido en el con-

gran trabajo realizado, así como agradecer de forma muy especial la

texto económico mundial, sin descuidar por ello a un público

colaboración de expertos de todos los sectores económicos y grupos

profesional que encontrará en la exposición un conjunto muy impor-

de materiales, que han puesto su conocimiento al servicio de esta

tante de innovaciones y avances técnicos. La exposición Mater conju-

muestra, y el trabajo de asesoramiento realizado desde la Dirección

ga, así, una exhibición didáctica, pedagógica e informativa con una

General de Desarrollo Industrial del Ministerio de Industria, Turismo

muestra científica, rigurosa y profesional.

y Comercio, el CDTI, el CSIC y la Fundación Cotec.

Los nuevos materiales constituyen el hilo conductor de la muestra,

En definitiva, espero y deseo sinceramente que el visitante disfrute de

que repasa algunos de los sectores más relevantes de la economía

la exposición y comparta con todos nosotros el entusiasmo por un

desde el punto de vista de la innovación. El progreso de la tecnología

sector, el de los materiales, convertido en vehículo de la innovación.

en estos sectores necesita de la aparición de nuevos materiales con nuevas propiedades cada vez más exigentes, de la misma forma que

13 | Ciencia, tecnología y diseño

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Ciencia, tecnología y diseño

Años atrás, hablar de nuevos materiales o de industria avanzada en

Beth Galí

inquietudes compartidas: inquietudes que, tanto el FAD (Foment de

Arquitecta

Comercio, comparten en cuanto a la especial atención que merece la

Presidenta del FAD entre abril de 2005 y junio de 2009, fundadora de Mater, y codirectora hasta junio de 2009.

innovación industrial de nuestro país.

nuestro país era algo impensable. Algo que parecía sólo para naciones con una larga trayectoria tecnológica. Es más, cuando empezamos el proyecto Mater, jamás hubiéramos imaginado que éste iba a adquirir el alcance que actualmente ha adquirido. Mater nace del cruce de les Arts i del Disseny) como el Ministerio de Industria, Turismo y

Esta exposición es un recorrido a través de los nuevos materiales y una primera radiografía de la industria española actual. Una radiografía que nos muestra algo que, hasta hoy, muy pocos conocen: el avance real de nuestra industria durante estos últimos años, indispensable para la comprensión de las nuevas tecnologías y la aplicación de los nuevos materiales en el ámbito del diseño y de la arquitectura.

Estamos en el umbral de una de las revoluciones tecnológicas más importantes después de la revolución industrial. Se intuyen grandes cambios en todos los ámbitos creativos que convulsionarán nuestro comportamiento y nuestros hábitos, es decir, la manera que tenemos de afrontar nuestra vida cotidiana.

Si los primeros años del siglo XXI se están perfilando como los de la concienciación de la inminente crisis medioambiental, en los próxi-

14 | Ciencia, tecnología y diseño

15 | Ciencia, tecnología y diseño

mos tiempos, el diseño — aquello que Ernesto Rogers definió como el

escalas más allá de las microscópicas, han sido fundamentales para la

ámbito que va «desde el diseño de una cuchara hasta el de una ciu-

miniaturización electrónica y los actuales avances de la nanotecnología.

dad»— deberá dar una respuesta eficaz a los nuevos retos surgidos de

O los procesos de vaporización de sólidos y el control de la disposi-

los requerimientos sociales y ambientales.

ción y manipulación de las moléculas y de sus átomos han sido el

La revolución industrial, íntimamente vinculada al proyecto de mo-

origen de materiales sorprendentes, con propiedades inimaginables

dernidad impulsado por la Ilustración, fue la responsable de movi-

hace unos años. Materiales nanoestructurados, biomiméticos, biode-

mientos, como el Movimiento Moderno, fundamentales para la

gradables, materiales inteligentes, genéticamente modificados, for-

invención de nuevos procesos constructivos y tecnológicos, genera-

man el espectro de la nueva tecnología de los materiales que hoy

dos, principalmente, por la disponibilidad de nuevos materiales, como

están apareciendo.

el hormigón, el acero y el vidrio.

Éste es el mundo en el cual nos movemos y con el cual debemos hacer

Hoy, la revolución científica, iniciada en el siglo XX con el descubri-

convivir nuestras profesiones. El diseño y la arquitectura son espe-

miento del átomo y de su complejidad estructural, es la principal

cialmente sensibles a evolucionar y progresar y, en condiciones cultu-

responsable de los grandes adelantos tecnológicos. Aquellos primeros

rales, sociales y políticas favorables, a auspiciar una nueva dirección

pasos, sustentados en la física, la química, las matemáticas y la biolo-

promovida por los adelantos que ofrecen, en cada uno de los episo-

gía, son los que han hecho posible algo esencial en nuestra cultura

dios de la historia reciente, las nuevas tecnologías. A medida que

contemporánea: la estrecha relación entre ciencia y tecnología.

diseñadores y arquitectos se adentran en la utilización de nuevos

Es decir, hoy, la tecnología se nutre, especialmente, de lo que la

materiales, se produce la revolución que, hace algunos años, ya se

investigación científica aporta con sus descubrimientos.

empezó a evidenciar en otras partes del mundo. Revolución que debe-

En este contexto, las investigaciones llevadas a cabo relacionadas con

ría renovar y resituar el diseño de nuestro país, todavía hoy excesiva-

la aparición de nuevos materiales, nos ofrecen una visión de futuro

mente ensimismado en las metodologías formales y programáticas

como jamás se había tenido. Aportaciones como las de Richard Feyn-

que llenaron sus inicios de contenido.

man, sobre la necesidad de trabajar con elementos de la naturaleza a

Pero es necesario, también, estar atentos. Los materiales, por muy

16 | Ciencia, tecnología y diseño

17 | Ciencia, tecnología y diseño

innovadores que sean, utilizados arbitrariamente, sin conocer sus

Por otro lado, Mater, el centro de materiales del FAD, quiere ser un

propiedades ni su comportamiento, pueden derivar hacia una especie

espacio de conocimiento y reflexión permanente en torno a la inmi-

de gadget, un maquillaje para enmascarar la mala arquitectura o

nente revolución de los materiales. Pero, también y simultáneamente,

alimentar aquel diseño que sólo ambiciona ser pura especulación

insistir, con los instrumentos pedagógicos de los que dispondremos,

comercial.

en su uso inteligente, puesto que del abuso arbitrario de los nuevos

Se trata de construir, desarrollar y fabricar productos inteligentes

materiales tan solo pueden resultar arquitecturas y diseños banales y

que mejoren la habitabilidad de nuestro planeta. Se trata de integrar

faltos de contenido real. Por lo tanto, nuestro objetivo principal es

nuevas tecnologías, procedentes de ámbitos distintos, a menudo

dar a conocer, pero al mismo tiempo enseñar, el potencial real de los

distantes de los campos profesionales que nos son más próximos.

materiales que, diariamente, la industria nos descubre.

Actualmente, el proceso de desarrollo de la arquitectura y el diseño es

Por eso, agradecemos el apoyo del Ministerio de Industria, Turismo y

laminar, es decir, pensado por capas sucesivas que hacen evolucionar

Comercio, así como el de todos aquellos que han hecho posible una

el proyecto. La ciencia y las nuevas tecnologías nos ofrecen nuevas

iniciativa que, con toda seguridad, contribuirá a difundir la importan-

vías y elementos de integración: ciencia, tecnología, material, fun-

cia de los materiales como motor de progreso y que permite, gracias

ción, forma y espacio forman un todo integrado.

al nuevo centro, ponerlos al servicio de todos.

Esta exposición ofrece la posibilidad de conocer, con detalle, el origen científico de muchos de los materiales utilizados en el desarrollo industrial de nuestro país, entender su comportamiento esencial y extraer, de todo ello, las conclusiones correspondientes. A través del recorrido, organizado según los principales sectores económicos que forman el arco industrial español, podremos estudiar sus campos de procedencia y sus mecanismos de formación en el contexto tecnológico y científico actual.

19 | El huevo y la gallina

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El huevo y la gallina

Una buena idea no sirve para nada si no puede materializarse. Este

Ramón Úbeda

en nuestro país, un diseñador no sepa dónde debe acudir a buscar

Periodista y diseñador

si los cocineros no dispusieran de mercados bien surtidos, la gastro-

Fundador y codirector de Mater hasta junio de 2009.

nomía española estaría anclada en el pasado. No se puede esferificar

mismo libro es un ejemplo. De no existir físicamente, materializado en tinta y pasta de celulosa, la idea de crear un centro de materiales al servicio de los profesionales del diseño y, también, de la arquitectura, seguiría todavía siendo etérea. No se comprende que, a estas alturas y nueva materia prima para sus diseños. Valga como comparación que,

una aceituna de Kalamata si no se conoce la técnica de la Sferificación ni la existencia de esa variedad de aceituna griega. No es un ejemplo exagerado, como tampoco lo es decir que, en este país, se ha practicado durante largo tiempo el diseño de ferretería, que tiene mucho de ingenio, pero que ya no puede dar más de sí.

De poco sirve el ingenio si no conocemos las herramientas para desarrollarlo. Los más inquietos se han buscado la vida como han podido, casi siempre mirando hacia fuera, donde existen desde hace años iniciativas que son vitaminas para la imaginación, como Material ConneXion y MatériO (que ya forma parte de la incipiente «materialoteca» del FAD), y también publicaciones tan interesantes como Material World World, de Frame, y donde se han promovido exposiciones de gran éxito, como «Mutant Materials in Contemporary Design»,

20 | El huevo y la gallina

21 | El huevo y la gallina

organizada por el MoMA de Nueva York en 1995, hace ya más de una

ción, pero no sólo por una cuestión romántica.

década. Si queremos presumir de ser el país europeo de la creatividad,

Los materiales, las nuevas tecnologías y, en general, cualquier asunto

que rima con competitividad (cuando lo sepan en China, no tendre-

que genere evolución es siempre, no nos engañemos, un buen nego-

mos ya nada que hacer), no nos puede quedar por más tiempo esta

cio. El acero sustituyó al hierro igual que antiguamente el bronce

asignatura pendiente. Tengámoslo claro: en el diseño, como en la

pudo con el cobre; los cedés y los deuvedés tienen las horas contadas,

arquitectura o la cocina, no existe la duda de si fue antes el huevo o la

pero antes pudieron con las cintas de casete y de vídeo; los tabiques

gallina. Las ideas son inmateriales, pero nacen siempre asociadas a un

eran de ladrillo antes de que reinase el Pladur… ¿Eran mejores antes

material.

los tabiques? Seguro, pero la economía manda. Y si no fuera así, no

Dicho de otra forma, los nuevos materiales y el desarrollo tecnológico

evolucionaríamos ni llegaríamos nunca a Marte. Sucederá lo mismo

suelen ser siempre el motor de las nuevas ideas. En ellos y en la ma-

con la ecología. Hoy lo verde ya no es cosa de hippies ni del marke-

dre ciencia está la base del progreso en todos los ámbitos de nuestra

ting oportunista, sino una verdadera oportunidad de negocio. El

vida. La silla se viene reinventando desde la época del Renacimiento,

business del medio ambiente está a la vuelta de la esquina y será eso,

a medida que, sucesivamente, se inventan los polímeros, la fibra de

más que nuestras verdes y buenas intenciones, lo que nos salve el

carbono o el aluminio inyectado. La nueva cocina se redefine hoy

planeta. Habrá premio para quien proponga nuevas formas de produ-

desde un laboratorio, la arquitectura se ha desbocado desde que es

cir y usar la energía y también para el que proyecte o fabrique bajo

digital y tiene a su alcance un sinfín de materias y de soluciones

parámetros —reales— de sostenibilidad, sea un envase, un zapato o el

tecnológicas para la construcción, los fármacos son ahora inteligen-

rótulo de un hospital.

tes gracias a las nanopartículas, y hasta los metales pueden tener

La exposición que se refleja en este libro es un muestrario sorpren-

memoria de forma (Uri Geller lo supo antes que nosotros y se forró

dente de la innovación en nuestro país vista a través de los materiales

doblando cucharas). El futuro ya está aquí y les ofrece, tanto a los

y tiene un apartado específico dedicado a los que se consideran ecoló-

creadores que tienen las ideas como a los industriales que deben

gicos, aunque su espíritu, por fortuna, está cada vez más presente en

producirlas, un conocimiento impagable para que puedan seguir

todos los campos. La muestra se ha ordenado según los diferentes

construyendo un mundo mejor. Hay que subirse al tren de la innova-

sectores económicos —ellos son también el motor del progreso— y

22 | El huevo y la gallina

tiene una ausencia deliberada, la del sector bélico, al que hemos renunciado expresamente, a pesar de que su industria está en el origen de muchos de los avances civiles. Armas aparte, ésta es una exposición para todos los públicos y en ella también tiene cabida el ARTE, con mayúsculas, porque existe también una relación íntima y directa entre el material y las ideas que expresan artistas como Antoni Tàpies, Miquel Barceló o Jaume Plensa con sus obras. Habrá más cosas y todo se andará, porque Mater es un proyecto in progress que apenas acaba de comenzar.

23 | El huevo y la gallina

25 | Ciencia, tecnología y diseño

24

Mater. Misión: transferencia de conocimiento

Poco más se puede añadir a lo ya expuesto en los textos de Joan Clos,

Miquel Espinet

Mater y, sobre todo, la necesidad del proyecto. La exposición «Mater

Presidente del FAD

dad de divulgación de Mater. Centro de materiales del FAD. Es el

Beth Galí y Ramón Úbeda sobre el papel que han desempeñado históricamente los materiales en el desarrollo de nuestra sociedad, así como su importancia estratégica para dar respuesta a los retos en los que nos encontramos inmersos o que se avecinan.

Aunque nuestra incorporación como junta gestora del FAD es reciente, hemos tenido el tiempo necesario para percibir la envergadura de in progress. Nuevos materiales, nueva industria» es la principal activimáximo exponente de la permanente tarea de vigilancia tecnológica que se desarrolla desde el centro y permite sacar a la luz y acercar al gran público una realidad tan desconocida como sorprendente: la capacidad de generar innovación a través de los materiales por parte de empresas, centros tecnológicos, universidades y otros organismos del mundo de la I+D+i.

«Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria» nos descubre virtudes de productos que, a priori, por su origen científico-técnico, podrían pasar desapercibidos, o en su conocimiento parecernos complejos o incomprensibles. Éste es el principal logro de la exposición. Además, la muestra está ordenada por sectores económicos, como el transporte, la farmacia y la alimentación, el textil y la cons-

26 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

27 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

trucción, de manera que nos permite relacionar estos productos de

tiempo, son usuarios de él. Mater es, básicamente, una plataforma de

alta innovación tecnológica con nuestra vida cotidiana.

transferencia de conocimiento. Su carácter multisectorial permite

La exposición —o este libro— es sólo una muestra de una profunda

descubrir tecnologías y materiales aplicables de unos sectores a otros.

investigación llevada a cabo desde Mater, que ha reportado un cono-

La investigación llevada a cabo en la primera fase del proyecto y la

cimiento multisectorial a nivel estatal del estado de la innovación a

permanente labor de vigilancia tecnológica es la que ha permitido

través de los materiales. Propongo visitar la exposición o leer este

tejer la red de relaciones con los agentes de la innovación de nuestro

libro y dejarse llevar por la imaginación. ¿Por qué las tecnologías y

país y sentar las bases para ofrecer un servicio eficiente desde Mater.

los materiales que se utilizan en proyectos de aeronáutica no pueden

Nos hemos marcado como reto convertir Mater en centro de referen-

trasladarse a la construcción o viceversa? ¿Por qué los materiales y

cia en la usabilidad de los materiales, en un punto de encuentro entre

las tecnologías utilizados en energía no pueden ser utilizados en

diferentes áreas de conocimiento para todas aquellas personas que

productos de bienes de consumo o viceversa? Éstas son solo dos de

precisan de sus tecnologías asociadas para innovar.

las posibles múltiples combinaciones de transferencia de tecnología

Desde que el centro abrió sus puertas en noviembre del 2008, se han

que podemos elucubrar, y muchos de los proyectos de la exposición

puesto en marcha diferentes proyectos de investigación en coopera-

son exponentes de ello.

ción con empresas, universidades y centros de investigación que

Este ejercicio de imaginación queremos convertirlo en la misión de

contribuirán a generar y difundir conocimiento tecnológico. Un ejem-

Mater. Centro de materiales del FAD. El objetivo de este centro no es

plo es la participación en un núcleo corporativo que tiene por objeti-

otro que aprovechar los conocimientos generados en la fase de inves-

vo investigar sobre soluciones tecnológicas para interiores

tigación del proyecto para acompañar y asesorar a empresas y a pro-

fundamentadas en el uso de materiales compuestos adaptativos.

fesionales para promover el nacimiento de proyectos tangibles de

También se están realizando proyectos de I+D+i con empresas. Un

carácter innovador, resultado de esta transferencia de tecnología.

ejemplo es el desarrollo de un proyecto en el que se trasladará la

Estos agentes, junto a las universidades y los centros tecnológicos,

nanotecnología que se aplica en el sector de la automoción a un pro-

son parte activa del centro: lo alimentan de conocimiento y, al mismo

ducto del sector de bienes de consumo. Por otra parte, se está aseso-

28 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

rando a empresas en procesos tecnológicos no estandarizados, como, por ejemplo, el análisis mecánico de nuevos sistemas constructivos basados en la geometría. Y, por supuesto, se está atendiendo a numerosas consultas de profesionales del diseño y la arquitectura, así como a empresas que vienen a Mater en busca de materiales que den respuesta a sus necesidades a la hora de proyectar.

Son sólo unos ejemplos de la labor que se está desarrollando en Mater. Centro de materiales desde su apertura. Los resultados de estos servicios son los que permitirán demostrar la utilidad del centro y alcanzar el reto que nos hemos planteado a nivel institucional: conseguir el reconocimiento del FAD, y por extensión de Mater, como centro de apoyo a la innovación. Debería ser un mero trámite, en el sentido de que ya se actúa como tal.

Quisiera animar a empresas, centros tecnológicos, profesionales, universidades, etc. a alimentar y a utilizar el centro de materiales, ya sea porque se tiene una determinada necesidad o, simplemente, para provocar ideas frescas. No podemos permitir que el día a día y la especificidad de un sector no nos permitan innovar. En un momento como el actual, de profunda transformación del entorno productivo y de dinámica competitiva, tenemos que detenernos a pensar y aprovecharnos de las herramientas de innovación existentes y sus capacidades. Y Mater, sin lugar a dudas, es una de ellas.

29 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

31 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

30

MATER I+D+i La vanguardia de los nuevos materiales Javier Peña Director científico y comisario de Mater

«Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria», Madrid 2009. Continúa la andadura.

Cuando, en febrero de 2008, se inauguraba la exposición en Barcelona, fruto de una exhaustiva investigación, se cerró el ciclo. Se hablaba entonces del espíritu comunicativo y dinámico de dicha iniciativa, pero sobre todo de dos grandes objetivos: — El primero, hacer que la exposición in progress se presentara en diferentes ciudades españolas.

— El segundo, que, de «Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria», naciese Mater. Centro de Materiales del FAD. Con satisfacción y la misma ilusión del primer día en que se comenzó la investigación, nos encontramos en Madrid con una exposición renovada respecto de la primera que se realizó en Barcelona y la segunda que visitó Zaragoza en mayo del 2009, y con un centro de materiales que comienza su andadura. Mater. Centro de Materiales era un sueño alimentado por una necesidad, que se ha convertido en una realidad mimada por profesionales que lo sienten como propio.

En Mater se sienten los materiales y, como no podía ser de otra manera, están implícitos desde el primer día lo que hoy son sus pilares: LA NATURALEZA, como conjunto, orden y disposición de todo lo que compone el universo, el mundo que nos rodea, con toda la diver-

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33 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

sidad infinita de manifestaciones, lo es todo. Es la fuente de la

LOS MATERIALES han sido, a lo largo de la historia, el germen del

materia.

desarrollo tecnológico. Desde la edad de piedra, pasando por la de los

LA SOCIEDAD, como conjunto de individuos que comparten fines, conductas y cultura, y que se relacionan interactuando entre sí. Es la obra de la naturaleza y la ejecutora del I+D+i.

LA CIENCIA, como conjunto de conocimientos discutibles y susceptibles de ser probados, es y ha sido siempre el motor y el origen de revoluciones, a veces llamadas sociales, otras veces industriales y cada día más científicas. La ciencia es sumar. Sumar conocimientos y aptitudes para avanzar, para modificar, para adaptarse y tratar de entender más, si cabe, las leyes del universo.

metales, hasta nuestros tiempos, los materiales son objeto de deseo y fuente de innovación. En estos momentos, existe una unión perfecta entre el desarrollo económico y el conocimiento y la aparición en el mercado de nuevos materiales. De ellos están hechos los objetos, los seres y los cuerpos.

Descubrir en esta exposición cómo las moléculas de sectores como el farmacéutico o el de la agroalimentación, en su medida nano o micro, a la vez que nos curan y nos alimentan, dan paso a materiales estructurales, en su medida macro, como las aleaciones ligeras o los materiales compuestos de sectores como el de la construcción y el

LA TECNOLOGÍA, como conjunto de conocimientos y técnicas aplica-

transporte, es soñar con el infinito. Es acercarnos a tener las pregun-

dos de forma lógica y ordenada, es y ha sido siempre el vehículo para

tas adecuadas para hacer a mater natura, que tiene todas las respues-

permitir al ser humano modificar su entorno material o virtual, crean-

tas. Descubrir como la simbiosis entre el silicio, el Sol y el ser humano

do soluciones útiles para satisfacer sus necesidades.

nos acerca a la codiciada sostenibilidad a través de lo que llamamos

LA INNOVACIÓN es, cada vez más, un producto de mercado tecnificado, con las empresas que generan, a partir de nuevas ideas y nuevas tecnologías, nuevos productos para que lleguen a un mercado más amplio o, todo lo contrario, más específico.

energías renovables. Abrir los ojos y estar atentos ante la inteligencia de los materiales que nacen en el sector de la aeronáutica y el espacio y en el de la biotecnología, crecen en sectores como el del transporte y nos apasionan en su madurez con su aplicación en el sector textil.

Descubrir, ya más en detalle, como los metamateriales son capaces de

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35 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

generar propiedades no conocidas en la naturaleza, como es la invisi-

oportunidad de crear un nuevo material a los alumnos de las diferen-

bilidad o la refracción negativa, al mismo tiempo que espejos elec-

tes disciplinas en las que el material cobra una gran importancia.

troópticos en simuladores visuales revolucionan el campo de la

Brinda la oportunidad a profesionales, empresas y universidades de

óptica, hablándonos de óptica adaptativa.

mostrar y dar a conocer aquellos nuevos materiales que están desa-

Reinventamos a los aceros haciéndolos nano y construimos generado-

rrollando y/o aspiran a convertirse en una realidad de presente en

res de nanopartículas que, además, se convierten en narices electróni-

estos momentos. Nos brinda la oportunidad a todos de crear.

cas capaces de detectar desde virus hasta explosivos. La energía tan

Como se ha dicho al comienzo de este texto, continúa la andadura. No

deseada y codiciada por todos nos muestra sus mil caras a través de

sabemos ya cual es el final ni cual es el principio (esto es lo atractivo

una creencia ya muy antigua y a la vez muy presente, como es: «El

e interesante), lo que sí sabemos es que nuevos retos nos esperan.

grano no hace granero, pero ayuda al compañero». Sol, viento y

Retos tan importantes como, por ejemplo:

marea dan paso a conceptos como la biodegradación y materiales que

• Dar respuesta a una demanda de diferentes sectores profesionales y

proceden, por ejemplo, de la patata. Materiales que cierran un círculo

empresariales del país, contribuir de forma decisiva al conocimiento

al tiempo que abren otro y así hasta el infinito, nos muestran como es

de su estado tecnológico.

posible hacer un mundo más sostenible. Materiales que son práctica-

• Potenciar y favorecer a todas las organizaciones que en estos mo-

mente aire, como el aerogel, constituyen la base para que el hidróge-

mentos se ocupan de los materiales y ser un espacio diáfano de discu-

no, que siempre está a nuestro lado de una u otra manera, se

sión e intercambio de ideas alrededor de los nuevos materiales, la

convierta en electricidad. Una electricidad más limpia deseada por

innovación y la transferencia de tecnología.

todos.

• Divulgar el conocimiento en nuevas ciudades, nuevos países y nuevos continentes. Lo de aquí llevarlo allí, para que todos lo conozcan,

Los materiales son de todos y todos los podemos crear. Es la máxima

para hacer que el aprendizaje a través del conocimiento lo haga todo

que da origen al concurso Crea! Mater en ésta su segunda edición.

mucho más sencillo.

Abierta no sólo a estudiantes, sino también a profesionales, brinda la

Embajadora de la industria española, «Mater in progress. Nuevos

36 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

materiales, nueva industria», como siempre adaptada al momento y a la situación, seguirá su andadura con el deseo de contribuir, en la medida de lo posible, a que la tecnología y el conocimiento de aquí sea reconocido allí. Cruzar las fronteras, los mares y los océanos es el reto en el que ya trabajamos. Este reto tiene nombre y fecha: «Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria», Nueva York 2010.

Para concluir al igual que lo hice para la exposición de Barcelona, no puedo dejar de decir que un mal uso de nuestros mejores aliados (los materiales) puede provocar destrucción. O puede llevar a la extinción del propio material, como ocurre con las especies biológicas. Obligados estamos a entendernos, por lo que un profundo y cada vez más creciente conocimiento, responsabilidad y respeto hacia ellos son el fundamento principal de nuestro progreso como especie y como vida.

Y como aún nos queda amor (y no lo dudo), impidamos que esto muera y logremos larga y próspera vida para nuestra querida mater natura.

37 | MATER I+D+i El dinamismo del conocimiento y la vida de los materiales

39 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación

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Biotecnología, farmacia y agroalimentación

El sector de la biotecnología y farmacia responde al anhelo de la eterna juventud. Es el origen y el material primero, el principio activo junto al material curativo, el elemento regenerador.

Representa la supervivencia en la batalla de los cimientos de la vida.

En la actualidad, biotecnología y farmacia se encuentran con un elemento fuerte con el que combatir y con el que convivir: la ética.

Adversario tenaz. El debate es constante.

Por su parte, el sector de la agroalimentación representa el paraíso del deleite a través del material. El gusto como objetivo y la nutrición como atributo. La agroalimentación vista como la remota ergonomía que busca el placer. Un pasaje que empieza en el oxígeno y concluye en la más alta cocina, situada en la cumbre, y encuentra en el camino empresas de gran tradición en el sector.

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La ciencia como base

41 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

los artífices de este proceso de conocimiento que es la ciencia.

En definitiva, si muchos humanistas dicen que el cerebro es una herramienta para pensar, biológicamente tal vez sea más acertado decir que es nuestro órgano para la supervivencia, pues con él elaboramos toda la secuencia de acciones encaminadas a perpetuar nuestra existencia. Los hombres y las mujeres somos hijos de mater natura y trabajamos para aprender de ella –que, como buena madre que es,

Las enseñanzas de mater natura.

todo nos lo enseña–, articulada en las leyes físicas que todo lo defi-

Ciencia procede del latín scientia, que significa conocimiento. Los humanos nos basamos en el conocimiento de nuestro entorno y de nosotros mismos para controlar y dominar las circunstancias adversas. El cerebro y nuestro pensamiento son

decir, el peso que debemos soportar normalmente encima de nosotros

nen; en cierto modo, la ciencia es el método para comprender y aplicar todas sus enseñanzas. Existen dos conceptos primordiales para definir la realidad fisicoquímica que nos envuelve: presión y temperatura. Las condiciones normales de presión son una atmósfera, es es el de todo el aire que hay desde la atmósfera hasta el suelo. Obviamente, al ascender a un pico de alta montaña, la presión desciende, mientras que aumenta al descender bajo el mar. La elevada presión oceánica es la causa de que las formas de vida más primitivas (generalmente marinas), como los celentéreos, sean de forma esférica, pues la esfera es la forma geométrica que distribuye la presión de una forma más homogénea por toda la superficie del cuerpo. Por otro lado, el rango de temperatura en el que se hace posible la vida es muy reducido, y todos los seres necesitan mecanismos endógenos o exógenos

42 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

43 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

para mantener los grados adecuados. Variaciones bruscas de tempe-

Las condiciones generales en la naturaleza para la síntesis biológica

raturas pueden conllevar la desnaturalización de las proteínas y, por

de materiales son normalmente cercanas a la temperatura ambiente y

tanto, la muerte del organismo o la congelación de los tejidos, que

a la presión de una atmósfera, hecho que permite el empleo mínimo

también conlleva la pérdida de la vida. El control de esta horquilla

de energía. En nuestro propio cuerpo, todas las reacciones se dan en

vital de temperatura y presión es aplicable a sistemas que mejoren la

un rango muy reducido, entre los 35 y los 40 ºC. En cambio, la indus-

higienización y la conservación en los alimentos. Algo similar al tradi-

tria requiere de un gran aporte energético para lograr las condiciones

cional hervido, pero a escala industrial, mediante el descenso de

de elevadas temperaturas (rondando los miles de grados) y presiones

temperatura y las elevadas presiones.

(de varias atmósferas) necesarias para dar lugar a los procesos fisico-

En los elementos químicos, tanto la presión como la temperatura con-

químicos requeridos por la ingeniería. Por este motivo, hasta ahora

dicionan el estado de la materia, ya que, variando estos parámetros,

no es viable la utilización de materiales naturales por la industria y se

podemos conseguir agregar mayor o menor número de moléculas, con

han de sintetizar otros, artificiales, que den una solución mecánica-

lo que se puede pasar de gas a líquido o incluso a sólido, así como dar

mente resistente, de alta estabilidad dimensional y térmica y, por

lugar a reacciones químicas, generalmente necesarias para procesar

supuesto, lo más ligera posible. En este sentido, materiales plásticos

los materiales de síntesis. En general, toda reacción química lleva

de altas prestaciones, cerámicas tenaces y materiales compuestos de

asociada una variación observable de energía que puede manifestarse

todo tipo son la solución sintética de más reciente empleo, junto a las

en forma luminosa, eléctrica, mecánica o calorífica, siendo esta últi-

superaleaciones metálicas.

ma, con mucho, la más frecuente, siempre respetando el principio de

En general, el desarrollo de la ciencia se basa en el planteamiento de

conservación de la energía. Paradigmas del efecto de la presión-tem-

un meticuloso método de conocimiento de todas las acciones y reac-

peratura los encontramos en los gases licuados en un mechero o en el

ciones que rigen la naturaleza y en la capacidad del ser humano para,

hierro sólido a más de 7.000 ºC del núcleo de la tierra: dos ejemplos

mediante estos principios, poder generar ingenios cada vez más efi-

de condensación de la materia por presión.

cientes. A partir del profundo conocimiento de las normas de mater natura, los científicos pueden desarrollar potentes herramientas de

44 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

45 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

progreso como, en este caso, los sistemas de simulación o simplemen-

manera de andar, por lo que esta herramienta es necesaria para elabo-

te nuevos materiales, sistemas o arquitecturas, con efectos no cono-

rar un plan de acción óptimo.

cidos en la naturaleza como es el fenómeno de la invisibilidad generado por los metamateriales.

Los sistemas de simulación son potentes motores de información que se encaminan a obtener una solución mucho más real y concreta al problema planteado, pues son capaces de incluir en la ecuación un sinfín de variables, tantas como realmente actúan en el medio natural.

El ejemplo más generalizado es el de la predicción meteorológica, para la cual rigen las leyes del caos (una variación mínima en las condiciones iniciales causará un desenlace impredecible) y donde es imposible hacer un pronóstico de no ser mediante potentes cálculos estadísticos. En campos como el de la biomedicina, estos sistemas hacen posible tratar a cada paciente como un individuo y obtener patrones perfectamente personalizados, en contra de los estándares anteriores. Especial utilidad encontramos en sistemas de simulación biomecánica para corregir defectos en la marcha y sus consecuencias en todo el cuerpo. De igual manera, es aplicable al diseño de lentes perfectamente adaptadas en función tanto de la geometría del globo ocular de cada paciente como de la estrategia visual de cada persona: la coordinación de los movimientos de ojos y cabeza para realizar una tarea visual es una característica biométrica tan personal como la

Biomateriales y polímeros

47 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

Aislamiento de nuevas entidades químicas (NCE) de origen marino con utilidad terapéutica Tratamiento de principios activos de las algas para crear fármacos contra el cáncer Desde la antigüedad se han empleado sustancias provenientes de seres vivos para aliviar el dolor y curar enfermedades. Gran parte de los medicamentos actuales tienen su origen en sustancias obtenidas a partir de plantas, animales, bacterias u hongos, en su mayoría terrestres. Sin embargo, cerca de tres cuartas partes de todos los organismos del planeta se encuentran en el mar. Hoy en día, el desarrollo tecnológico permite la exploración marina en lugares antes inaccesibles, y, por otro lado, la ciencia ha progresado notablemente en el estudio de la estructura y aislamiento de estos productos naturales. Gracias a todo ello, el fondo marino se ha convertido en una gran fuente de sustancias con potencial terapéutico. Grupo Zeltia, a través de su filial PharmaMar, está involucrada en el descubrimiento de nuevos principios activos• de origen marino para el desarrollo de nuevos fármacos contra el cáncer.

Fuente: Grupo Zeltia

_ Grupo Zeltia

48 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

Tecnología - Metales

Materiales sometidos a altas presiones Nuevas tecnologías para la construcción de equipos de higienización de alimentos por altas presiones La pasteurización hiperbárica• es un método para el procesado de alimentos que consiste en envasarlos en recipientes herméticos flexibles resistentes al agua y someterlos a un alto nivel de presión hidrostática• (entre 4.000 y 6.000 bares•) durante unos minutos. La presurización de los alimentos en frío o a temperatura ambiente por encima de los 4.000 bares inactiva sus microorganimos vegetativos (bacterias, levaduras y hongos). Este proceso permite respetar las propiedades organolépticas• del alimento, es decir, las características físicas que tiene la materia en general, como su sabor, textura, olor y color. Tradicionalmente se han utilizado métodos térmicos en la conservación de los alimentos, pero actualmente la industria alimentaria apuesta por las nuevas tecnologías atérmicas de higienización, que no dejan pasar las radiaciones caloríficas o infrarrojas para que el alimento conserve una alta calidad sensorial y nutricional a la vez que mantenga su frescura original durante la vida útil. _ NC Hyperbaric S.A.

carga de producto Válvula antirretorno

llenado de vasija

Fuente: NC Hyperbaric S.A.

presurización

descarga de producto

Tecnología

51 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | La Ciencia como base

Simulación visual La corrección visual personalizada a través de la óptica adaptativa La mayoría de la información que nos rodea la recibimos a través del sentido de la vista.

Casi el 70% de la población, ha tenido que graduarse la vista al menos una vez. Aunque parezca difícil de creer, el procedimiento de evaluación visual no ha variado sustancialmente en los últimos siglos. Desde que en la primera mitad del siglo XIX se inventara el optómetro, los equipos de graduación funcionan de una manera muy parecida.

Pero la tecnología óptica si ha evolucionado de manera asombrosa en los últimos tiempos.

Por ejemplo, la óptica adaptativa aplicada en el ojo es el conjunto de tecnologías que determinan, corrigen o manipulan las propiedades ópticas. Con una utilización adecuada se puede mejorar la observación de la retina y simular la visión del ojo humano bajo diversas situaciones.

El equipo del Profesor Artal de la Universidad de Murcia, ha creado un simulador visual de óptica adaptativa que predice y simula la visión de una manera no invasiva. En una de las potenciales aplicaciones del instrumento desarrolló lentes intraoculares asféricas que proporcionan al paciente una visión similar a la de una persona joven tras la cirugía de cataratas.

Voptica SL está desarrollando el primer prototipo de simulador visual binocular de óptica adaptativa, que puede en un futuro revolucionar las formas de graduación de la vista.

Además, basado en los estudios del Laboratorio de Optica, Visiometrics SL ha desarrollado un sistema (OQAS II: Optical Quality Analysis System) con el que se es posible diagnosticar diversas patologías, con mayor rapidez. _ Laboratorio de Optica, Universidad de Murcia (LOUM). _ Voptica SL. _ Visiometrics SwL.

PM-LCOS

Ojos Test Visual

Fuente de luz

Sensor de frente de onda

Tecnología

53 | Biotecnología, Farmacia y agroalimentación | La ciencia como base

Metamateriales Nuevos materiales artificiales con sorprendentes propiedades para la innovación Los metamateriales son materiales artificiales, diseñados en un laboratorio bajo las más innovadoras técnicas con las que cuentan la ciencia y la ingeniería de materiales, que tienen unas propiedades electromagnéticas u ópticas únicas y controlables a voluntad. Con estos metamateriales se pueden lograr propiedades como la invisibilidad, la refracción negativa, la superresolución o la propagación de ondas de retroceso. Si alguien piensa que esto es ciencia ficción, que no se confunda; es I + D en estado puro, desarrollada por un consorcio de universidades españolas. Bienvenidos al futuro.

Estas propiedades y las pequeñas dimensiones de las inclusiones encuentran su lugar en campos como las comunicaciones inalámbricas y ópticas, la imagen y la diagnosis médica (resonancia magnética nuclear), la defensa y seguridad (control de accesos mediante sistemas de imágenes de terahertzios), el sector aeronáutico y espacial, los sistemas de identificación por radiofrecuencia, los sensores inteligentes, la prevención de la contaminación acústica y, en general, siempre que la reducción de dimensiones o la mejora de prestaciones sean aspectos clave. Dentro de estos campos encontramos lentes con superresolución, superficies selectivas y estructuras de apantallamiento, sistemas de imágenes, antenas compactas, circuitos y componentes de comunicaciones de altas prestaciones, etc.

Lente plano concava

Metamaterial acústico

_ Consorcio del proyecto Ingeniería de Metamateriales del programa CONSOLIDER Ingenio 2010 (Ministerio de Ciencia e Innovación)

La onda rodea el metamaterial

Lente para radiofrecuencias consistente en un metamaterial de permeabilidad negativa que manipula el campo magnético de baja frecuencia.

Aplicaciones actuales: mejora de la resolución o reducción del tiempo de adquisición de imágenes médicas por resonancia magnética nuclear.

Aplicaciones futuras: posibilidad de obtener imágenes por resonancia magnética en tiempo real.

54 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación

Nanotecnología como procedimiento Domesticando moléculas.

Desde la revolución neolítica, el ser humano ha sido consciente de sus capacidades para utilizar la naturaleza

55 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

en su propio beneficio mediante la agricultura, la domesticación de animales y el cruce oportuno entre algunas especies, entre otras cosas.

Paralelamente, se consiguió obtener materiales que, como en el caso de los metales, el medio no ofrece de forma directa en grandes cantidades (exceptuando las pepitas de oro, el cobre nativo y el hierro meteórico), sino que deben ser obtenidos a partir de la aplicación de tratamientos térmicos, mecánicos e, incluso, de la mezcla entre ellos para obtener aleaciones. Con estos materiales el ser humano ha creado máquinas de las que aún nos servimos.

El desarrollo científico-tecnológico ha permitido mejorar las propiedades de los materiales y el funcionamiento de los mecanismos. Se ha progresado en nuevos materiales que han permitido una miniaturización de los componentes, mejoras en el rendimiento, nuevas funcionalidades, etc.

Sin embargo, el tamaño puede cambiarlo todo. Tradicionalmente se ha trabajado a escala macroscópica y microscópica en la búsqueda de nuevos materiales y mecanismos, a partir de elementos preexistentes, para alcanzar mejoras en su comportamiento. Se puede hacer un símil con las maravillas de la condición humana: intentar cambiar la actitud de un anciano es una tarea casi imposible si se compara con el esfuerzo que exige un bebé, el cual está aún por formar. Llegados al siglo XXI, la comprensión en el ámbito ingenieril de esta máxima humana se

56 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

57 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

materializa en la nanotecnología.

lo que la diferencia entre un brazo robótico y uno real radica, en pri-

Al pasar de micro a nanoescala, no sólo disminuimos el tamaño, como

mer lugar, en la disposición tridimensional de las moléculas, es decir,

al pasar de macro a micro, sino también el sistema de fuerzas actuan-

en su ensamblaje. La unión y la jerarquía son las mayores diferencias

tes (causantes del comportamiento final). Hablando de nanómetros, la

entre la materia viva y la materia inerte. En esta escala, donde la fron-

fuerza de la gravedad no existe. La masa es casi inexistente, por lo que

tera entre lo vivo y lo no vivo se diluye, el ADN aparece simplemente

el comportamiento de átomos individuales está regido por unas leyes

como cualquier otra molécula compuesta de átomos de carbono,

diferentes a las utilizadas hasta el momento: actúan las leyes de la

hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Por lo que, llegando al súm-

cuántica. Para hacernos una idea de la escala a la que trabaja la nano-

mum de la domesticación, las últimas investigaciones se encaminan a

tecnología, en un nanómetro caben entre tres y cinco átomos o, lo que

la aplicación de nanopartículas en aminoácidos (unidades esenciales

es lo mismo, la millonésima parte de un milímetro. Es el último paso

de la vida) para aprovechar las capacidades intrínsecas de la materia

en el intento de controlar la naturaleza por parte del ser humano,

biológica, como son el autoensamblaje, la autorreplicación y la auto-

cuando ya no son caballos, sino moléculas, lo que se intenta domesticar.

rreparación, con fines tecnológicos. Trabajar con nanopartículas re-

Al estar tan cerca del origen (el átomo), aunque la composición quími-

quiere de técnicas y tecnologías nuevas y diferentes. En primer lugar,

ca de los materiales permanece igual, una minúscula variación en las

equipos capaces de producir y analizar químicamente y toxicológica-

condiciones iniciales de la molécula provocará una variación dramática

mente nanopartículas de tamaño controlado, y que permiten, entre

en el resultado final macroscópico. Un ejemplo de este efecto, conoci-

otras cosas, separar proteínas o detectar virus. Equipos capaces de

do como teoría del caos, lo encontramos en la evolución de las espe-

depositar estas nanopartículas para crear muy diferentes dispositivos

cies al observar como entre un chimpancé y un ser humano existe una

activos y eficaces, como podrían ser los sensores de gases.

diferencia de un 1 % del material genético y, sin embargo, es evidente

La comprensión del funcionamiento a escala atómica y la capacidad de

que nuestras diferencias en el ámbito práctico son más que notables.

modificar estructuras vivas esenciales como las proteínas son funda-

Los elementos que forman los aceros, los plásticos, los virus, los hon-

mentales para el desarrollo técnico-industrial así como también (al

gos o los humanos son fundamentalmente los mismos, los átomos, por

estar tan cerca de la materia biológica) para el farmacéutico.

58 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

La nanomecánica aprovecha la capacidad de autoensamblaje; la biomedicina, la capacidad de reconocer marcadores, es decir, la capacidad de situarse en un lugar concreto sin necesidad de «ser guiado».

Así, encapsulando los principios activos del fármaco en una determinada proteína, péptido o aminoácido, conseguimos nanopartículas con el perfil de distribución más adecuado y podemos concentrar la molécula activa en su lugar de acción o de absorción, y evitar, a su vez, efectos secundarios derivados de la interacción con otros tejidos.

Conocer el código secreto de la vida es fundamental a la hora de sanar enfermedades como el cáncer, que modifican el ADN de las proteínas.

Para poder descifrarlo, pueden extraerse muestras que son «digeridas», con lo que se puede observar las mutaciones o deficiencias que poseen y realizar un diagnostico no agresivo y eficaz.

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60 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

Tecnología – Metales

Loccandia Diagnóstico temprano del cáncer de páncreas Curar el cáncer es uno de los principales objetivos de la medicina. Detectarlo a tiempo es de vital importancia y se está investigando intensamente para que, a partir de una simple muestra de sangre, orina o saliva, se pueda extraer la información necesaria para asegurar con un alto porcentaje de fiabilidad la existencia o no de la enfermedad antes de que presente los primeros síntomas. Un proyecto llamado Loccandia está desarrollando un método de diagnóstico para detectar a tiempo pacientes con cáncer de páncreas, cuyos primeros síntomas suelen aparecer en estados muy avanzados de la enfermedad.

Está compuesto por un nanodispositivo• conectado a un espectómetro de masas• que localiza y cuantifica a partir de una muestra de sangre unas proteínas llamadas marcadores biológicos•. La detección en la sangre de estas proteínas no implica que se padezca la enfermedad, pero es un primer indicador que facilita la posterior detección a través imágenes y de una posterior biopsia•. Los datos obtenidos por el espectómetro se analizan mediante algoritmos específicamente desarrollados que servirán de base para la toma de decisiones médicas. _ Atos Origin

200µm

1mm

Polímeros

Nanopartículas para administración de fármacos complejos Investigación en nanotecnología para el suministro de fármacos en formas no convencionales Advancell busca nuevas formas de administrar principios activos que sean más cómodas y faciliten la vida de los enfermos. A través de la de los fármacos se consigue una reducción de las dosis y, por lo tanto, una disminución de los efectos secundarios. Este es el caso de la insulina, en que Advancell está estudiando la posibilidad de desarrollar formulaciones que se puedan administrar por vía oral en vez de intravenosa, lo que supondría una considerable mejora para el paciente. La metodología utilizada consiste en usar compuestos conocidos con experiencia clínica previa que ya tienen una probada efectividad para una determinada patología o bien un perfil de seguridad elevado y, con ellos, buscar otras aplicaciones o vías de administración mediante nanotecnología que actúen sobre enfermedades para las que no se estaban usando hasta ahora. _ Advancell

10µm

Fuente: Advancell

3µm

63 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

64 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Nanotecnología como procedimiento

Tecnología

BigMAG.

y Shealth

Selección del tamaño de partícula en procesos de producción de nanomateriales.

+

Nariz electrónica.

Equipo para el análisis de volátiles y nanopartículas en aplicaciones de seguridad.

_ RAMEM S.A. (Madrid). www.ramem.com _ Matter Engineering (Suiza). _ Nanostrukturtechnik, Universität DuisburgEssen (Alemania).

q

+ _

Un aerosol es una dispersión de partículas (sólidas o líquidas) en un gas. En general, los aerosoles contienen partículas de un amplio rango de tamaños (polidispersas). Para seleccionar o separar las partículas de un tamaño dado (monodispersas) se emplea una técnica basada en la movilidad eléctrica de las partículas denominada DMA. El objetivo del proyecto BigMAG es elevar en tres órdenes de magnitud la tasa de producción de nanopartículas monodispersas en fase gaseosa, con el fin de reducir los tiempos de preparación de nanorrecubrimientos a unos minutos. Para ello, la empresa RAMEM ha diseñado y fabricado un novedoso DMA que opera con caudales del gas portador del aerosol de hasta mil litros por minuto (MegaDMA); mientras que los DMA que se emplean en el laboratorio operan con caudales de aerosol del orden de un litro por minuto. El MegaDMA es el componente principal de una planta piloto para la producción a gran escala de nanopartículas monodispersas que ha sido diseñada y construida por la Universidad de Duisburg (Alemania).RAMEM es la única empresa del mundo que fabrica DMA planos. El DMA IONER® X1 se aplica en la detección de sustancias peligrosas o tóxicas (explosivos, armas químicas, estupefacientes), en el control de calidad del aire en el interior de edificios, en el control de calidad de procesos y productos en los sectores farmacéutico y agroalimentario, y en el diagnóstico de enfermedades (análisis del aliento, orina, sudor). Además, la producción de nanopartículas monodispersas permite obtener, entre otros materiales, nanorrecubrimientos de capa fina para materiales avanzados.

v

Q _

+

_

_ +

+

+

Uy

_

_

Partículas cargadas

x

+

Ux

[Z1,Z2]

q

_

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E Campo eléctrico

x y z

+

+

_

+

+

+

+ +

Partículas clasificadas

+

[Z-

Z, Z+

Z]

Shealth

Q

Principio de operación del DMA.

Partículas polidispersas 1 Shealth q q Shealth Partículas monodispersas

V

Qt

N

q 2

Diseño conceptual del MegaDMA (RAMEM). q

Aerosol polidisperso

Shealth Q

Shealth Q

q

Aerosol monodisperso

DMA plano para la clasificación de nanopartículas (IONER N1) de RAMEM.

66 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación

Biomimética como resultado La naturaleza lo hizo primero y lo hizo mejor.

La evolución, a la larga, favorece los resultados óptimos y eficaces, por lo que, conociendo el idioma, los seres

67 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

vivos son libros abiertos donde leer cómo solucionar de la mejor manera los problemas que plantea sobrevivir. Es lógico, pues, pensar que comprender la naturaleza en su forma de actuar no es sólo una opción ética, sino que también es la más práctica, pues no deja de ser un laboratorio de una extensión de quinientos millones de km2 y una experiencia de tres mil millones de años. Hace decenas de miles de años, los primeros homínidos comenzaron a utilizar herramientas para modificar los guijarros que encontraban.

Estos primeros utensilios usados para cortar y desgarrar la caza eran análogos a los dientes de los animales o, incluso, a los suyos propios; aunque los homínidos no hubieran sido conscientes de esta semejanza, la naturaleza tiende a un número muy limitado de soluciones para cubrir todas las necesidades. El paradigma de la observación de la naturaleza lo encontramos en los griegos. Ellos fueron los primeros en comprender que las respuestas a todas sus preguntas se encontraban en la naturaleza y cultivaron su observación y reflexión. Observaron misteriosas proporciones en las que se fundamentaban casi todos los factores de crecimiento, como el número áureo: desde la relación entre anchura y longitud de nuestra cabeza, hasta la disposición de los pétalos de una flor; de este modo comprendieron que la forma perfecta, armónica y bella depende de la aplicación de esta proporción a todas las manifestaciones del arte.

68 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

69 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Si los griegos son el ejemplo de reflexión sobre la naturaleza, Leonar-

sistentes, como la de los cipreses, los cuales, gracias a una perfecta

do da Vinci, mejor que nadie, comprendió que es ella la fuente más

esbeltez y una adecuada densidad de ramaje, consiguen permanecer

copiosa de información. Muestra de ello es la solución que propuso al

en equilibrio con las fuerzas naturales climatológicas y de la grave-

eterno anhelo del hombre de volar, en su famosa máquina para volar,

dad, y mantenerse en pie.

basada en la mecánica de vuelo de los murciélagos y las aves.

La nueva disciplina nacida de la alianza entre las ciencias naturales y

Aun así, no siempre se ha tomado como modelo la naturaleza, y el

las ingenierías para la búsqueda de mejores y más eficientes solucio-

hombre ha creado un universo propio de ingenios y sistemas –algunos

nes se denomina biomimética o es también conocida como biónica,

con tanta brillantez como la rueda y el eje, mientras que otros con

biognosis, biomímesis, etc.: todos son conceptos análogos que impli-

menos fortuna– por no haber sabido leer las sabias páginas de su

can la integración de diversas disciplinas como la biología, la ingenie-

alrededor. En la actualidad, a la hora de erigir rascacielos, los arqui-

ría, la arquitectura e, incluso, la economía y la sociología.

tectos se encuentran con el problema de la altura y la resistencia al

La naturaleza, que todo nos lo da, es igualmente capaz de hacerlo

viento, así como la estructura (de hormigón armado y acero), que,

desaparecer todo de un plumazo si no actuamos responsablemente.

según los métodos tradicionales, llega a ocupar alrededor del 60 %

Este nuevo enfoque pretende no limitarse a considerar a mater natura

del volumen del edificio para una altura de unos 400 m; al pasar la

como la suministradora de un sinfín de materias primas, sino también

barrera del medio kilómetro, las necesidades estructurales harían que

de modelos en los cuales nos podemos inspirar para conseguir solu-

ocupara la práctica totalidad de la edificación.

ciones de un alto rendimiento.

Por el contrario, echando un vistazo a la naturaleza más elemental,

De los árboles, al talarlos, obtenemos madera de una forma directa.

vemos cómo se elevan hacia el cielo unas estructuras de gran altura y

Existe una gran cantidad de materiales naturales realmente excelen-

sección mínima llamadas árboles. Se conforman mediante una correc-

tes que mejoran cualitativamente los ya existentes «artificiales». Sin

ta relación entre el material y la estructura, junto a una geometría

embargo, estos materiales, tales como el nácar, el hueso o la seda de

que les permite acomodar el azote del viento mediante la aerodinámi-

araña, en primer lugar, no se pueden «recolectar» de modo industrial

ca y no impide el paso del aire. Son las llamadas estructuras flexorre-

y, en segundo lugar, poseen una estructuración verdaderamente

70 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

71 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

compleja y difícil de imitar por métodos tradicionales. A este nivel, el

«alimentos funcionales», a los cuales les son añadidos principios

diseño de este tipo de materiales entra en el ámbito de la nanotecno-

activos procedentes de otras fuentes. Por ejemplo, se han aislado

logía, ya que se trata de reproducir materiales jerárquicamente orga-

determinados péptidos de la leche materna beneficiosos para el hom-

nizados en el rango nanométrico, donde los fenómenos asociados con

bre adulto, los cuales son sintetizados y añadidos a la leche de vaca de

interacciones atómicas y moleculares influencian fuertemente las

consumo general con lo que se obtiene unas propiedades similares a

propiedades macroscópicas del material.

las de la leche humana.

La seda de araña ofrece un claro ejemplo de lucha por obtener un

Otras soluciones biomiméticas se aplican en la obtención de envases

sintetizado de emulación a lo largo de la historia. Desde hace miles de

que logran un mayor grado de conservación de los alimentos al em-

años, alquimistas de la antigua China se afanaron por conseguir una

plear una secuencia de capas que permite la transpiración de ciertos

imitación. En el siglo XX, multinacionales de primer nivel también lo

gases y se la impiden a otros, de una forma semejante a cómo nuestro

intentaron mediante la modificación de fibras poliméricas de nylon,

cuerpo se protege del aire mediante la secuencia de diferentes y

hasta llegar al siglo XXI, cuando el uso de recursos nanobiotecnológi-

finísimas capas dérmicas.

cos, como la utilización de los principios de procesado de las proteínas, ha conducido a la obtención de una seda de araña ciertamente biomimética.

Además de substancias bioinspiradas para la obtención de materiales, en el campo de la medicina y la farmacia, tradicionalmente, numerosas vacunas, la insulina, etc. se han sintetizado para la prevención y curación de enfermedades. En la alimentación se han mejorado los alimentos existentes añadiéndoles nuevas propiedades o simplemente se han diseñado dietas concentradas en malnutrición energético-proteica o asociadas a otras patologías. Todos conocemos los nuevos

72 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Polímeros

Mix Pak Envase de material flexible El ritmo de vida actual hace necesaria la aparición de alimentos rápidos y cómodos de elaborar. Con esta premisa, Grupo Maryper Alimentación ha creado dos líneas de productos de fácil preparación y transporte.

Para hacerlo posible se utiliza, como elemento clave, el envase Mix Pak. Este envase de material flexible está compuesto por dos partes: una contiene el producto sólido (huevo deshidratado• con algún otro ingrediente liofilizado• o deshidratado) y la otra el líquido (generalmente siempre es agua).

Para cocinar, por ejemplo, una tortilla, tan solo hay que presionar en la parte del líquido para romper la soldadura central, mezclar su contenido y verterlo en la sartén. Conseguir un producto que reúna las condiciones necesarias para transportarlo y usarlo cómodamente ha sido posible gracias al material flexible de su envase que, además, protege el alimento de los agentes exteriores y mejora su conservación. _ Grupo Maryper Alimentación

Polímeros

Nuevo polímero plástico para envasado de alimentos Desarrollo de film plástico con mejores propiedades de barrera y mejor comportamiento elástico La industria alimentaria depende cada vez más de la innovación en el campo de los materiales plásticos•, porque son el principal componente de los envases que contendrán a los alimentos. En su nueva gama de productos, Campofrío ha incorporado unas salchichas enriquecidas con leche. Muchos factores pueden causar la pérdida de calidad de los productos con contenido lácteo, por lo que su envase debe conservarlos correctamente. En este proyecto se ha mejorado el material polimérico tradicional para el embalaje multicapa•, el EVOH•, y se ha obtenido el llamado EVA-SP. Este nuevo material presenta unas propiedades barrera frente al oxígeno notablemente mejoradas, con un film de espesor muy bajo.

El nuevo envase protege el alimento a la vez que supone una reducción considerable de costes y un mejor cuidado del medio ambiente. _ Campofrío Alimentación S.A.

Polipropileno

EVA-SP

75 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Biomateriales

Películas comestibles barrera al oxígeno y a la humedad Aplicación de una película comestible como protección frente a agentes externos ambientales Los frutos secos son especialmente sensibles a las condiciones ambientales, sobretodo a gases como el oxígeno y el vapor de agua. En concreto, se ha demostrado su efectividad en entornos con humedades relativas de hasta el 75%. Estos gases penetran en los alimentos y aceleran los procesos de oxidación• y reblandecimiento. La Morella Nuts tiene una gran experiencia en la producción de alimentos con frutos secos. Para solucionar el problema de la conservación de dichos productos ha desarrollado una película comestible. Este film cubre la superficie del alimento para preservarlo y alargar su vida útil sin perder las características organolépticas•. Los materiales utilizados para esta aplicación son mayoritariamente solubles en agua, excelentes filmógenos (formadores de películas) barrera y ampliamente aceptados en diversos usos alimentarios. _ La Morella Nuts S.A.

100µm Fuente: La Morella Nuts S.A.

77 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Biomateriales

79 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Cremas funcionales a base de frutos secos y cacao Diseño de cremas funcionales que ayudan a evitar el riesgo de enfermedades cardiovasculares sin renunciar a sus características organolépticas El consumo de frutos secos, así como el de derivados del cacao, contribuye a disminuir el riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares, debido a su contenido en principios activos•. A partir de esta evidencia científica La Morella Nuts investiga y desarrolla cremas funcionales• a base de frutos secos y cacao. Dichas cremas son un alimento habitual en los desayunos y meriendas de muchas familias. Sus ingredientes son principalmente frutos secos, cacao y azúcar y, en menor cantidad, pueden contener leche desnatada y otros componentes beneficiosos para la salud. El objetivo principal que se plantea en el diseño de estas cremas funcionales es mantener las características organolépticas• dando prioridad a un contenido equilibrado en componentes bioactivos• con potenciales beneficios para la salud, sin renunciar a la palatilidad y sabor de las cremas tradicionales. El resultado: cremas de frutos secos y cacao que son nutritivas y aportan beneficios saludables, sin perder su sabor y textura característicos. _ La Morella Nuts S.A.

80 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Biomateriales

Hereditum Microorganismos probióticos aislados de la leche materna La leche materna era una fuente de la que se desconocían muchas de sus propiedades.

Gracias al trabajo del equipo que dirige el Prof. Dr. Juan Miguel Rodríguez Gómez en el Departamento de Nutrición, Bromatología•

100 nm

y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense de Madrid, en colaboración con Puleva Biotech, se ha podido aplicar el principio que defiende que la leche materna contiene bacterias probióticas• que se transfieren al niño durante la lactancia. El estado de salud óptimo del organismo depende del correcto equilibrio entre las diferentes especies bacterianas de la microbiota intestinal•. Una buena alternativa para equilibrarla positivamente es el consumo de probióticos. Esta innovación ha abierto nuevas puertas en el campo de la alimentación funcional. La primera es Hereditum, que agrupa a diversas especies bacterianas obtenidas a partir de leche materna. Sus efectos beneficiosos han sido testados en diversos modelos de enfermedad y en numerosos estudios clínicos, en los que se ha demostrado la capacidad de estas bacterias de fortalecer las defensas del organismo tanto en niños como en adultos y de favorecer hábitos intestinales más saludables.

Fuente: Puleva Biotech S.A.

_ Puleva Biotech S.A.

100 nm

Biomateriales

Péptidos antihipertensivos procedentes de la fermentación láctica

83 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

H

L

Mecanismo para la obtención de péptidos que reducen la presión arterial a baja concentración La hipertensión• es uno de los principales factores de riesgo de las enfermedades cardiovasculares. Una dieta equilibrada, sana y variada puede ayudar a controlarla. Algunos péptidos• lácteos, que son proteínas pequeñas que se generan en la leche fermentada• bajo determinadas condiciones, consiguen reducir la tensión arterial. El Grupo Leche Pascual ha desarrollado un sistema de obtención de estos péptidos con propiedades parecidas a los fármacos que se usan para tratar la hipertensión, ya que actúan como inhibidores de la enzima• convertidora de la angiotensina•. La actividad de esta enzima tiene como efecto final la constricción de los vasos sanguíneos. Estos inhibidores bloquean la acción de la enzima del organismo y evitan sus efectos en la presión arterial. Si se relajan los vasos sanguíneos, se reduce la presión arterial. En cualquier caso, los productos lácteos sometidos a fermentación son un complemento a la prevención o cura de la hipertensión leve o moderada, nunca un substituto de los fármacos.

P L

P

L

_ Leche Pascual

P Fuente: Leche Pascual

Biomateriales

Gama de productos de nutrición enteral Dietas de nutrición enteral con perfiles de macronutrientes innovadores La importancia de una adecuada nutrición para la prevención de enfermedades y las consecuencias de las mismas ha dado lugar a que, en los últimos años, la nutrición clínica sea una de las terapias de la medicina con mayor auge.

La empresa Vegenat ha desarrollado una gama de productos de nutrición enteral listos para tomar, que incluyen matrices de macronutrientes patentadas de alto valor biológico y nutricional.

Gracias a una adecuada combinación de estas matrices (proteínas, grasas e hidratos de carbono), incluyendo asimismo otros ingredientes, se ofrecen al mercado dietas adecuadas en casos de malnutrición energético-proteica y adecuadas a las diferentes patologías. El perfil proteico tiene, por ejemplo, un índice de eficacia proteica notablemente mejorado comparado con el patrón habitual, lo cual ofrece una ventaja competitiva respecto al resto del mercado. Esta gama de productos de Nutrición Enteral avalados por estudios clínicos es adecuada en el soporte nutricional especializado de enfermos inmunocomprometidos, pacientes geriátricos, de larga hospitalización, así como en diabetes y patologías neurológicas y psiquiátricas.

En los últimos años, Vegenat ha consolidado su posición en el sector de la nutrición clínica al centrar sus desarrollos en la consecución de perfiles de macronutrientes de gran carga innovadora. Esta apuesta por la investigación queda reflejada en numerosos reconocimientos, como el premio a la mejor empresa alimentaria española por su inversión tecnológica, otorgado por el Ministerio. _Vegenat

85 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Selección de dietas

Dietas Completas Específicas

Algoritmo de selección de dietas de nutrición enteral

T-DIET Plus Diabet NP

Clasificación según Perfil Nutricional

T-DIET Plus Diabet IR

Clasificación según administración Dietas Completas Normoproteicas

Dietas Limitaciones en la Ingesta

T-DIET Plus Standard

VEGEStart Complet

VEGENAT-med NP

VEGEFast Diet

Dietas Completas Hiperproteicas

Módulos

T-DIET Plus High Protein

VEGENAT-med Espesante

T-DIET Plus High Protein

VEGENAT-med Espesante Instant

VEGENAT-med HP

VEGENAT-med Proteína VEGENAT-med Fibra VEGENAT-med Fibra Plus

Dietas Completas Energéticas T-DIET Plus Energy

86 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomimética como resultado

Biomateriales y polímeros

Síntesis de fibras bioinspiradas Creación de fibras que toman como referente la seda de araña La seda• de araña es un material de propiedades asombrosas. Está formada principalmente por una proteína llamada fibroína•, soluble al agua, que se polimeriza• al contacto con el aire. Una fibra de seda es mucho más resistente que un cable de acero• de similar grosor, y también mucho más elástica, lo que le permite absorber una gran cantidad de energía sin llegar a romperse. Estas características, y que sea de origen natural y biodegradable•, han hecho que el hombre haya intentado usar la seda de araña en sus fines tecnológicos. Hasta el momento, el equivalente artificial más parecido es el kevlar•, de menor tenacidad• y elasticidad. Intentar criar arañas en granjas, como se hace con los gusanos de seda, resulta imposible, dado su carácter agresivo y territorial. Las propiedades de la seda de araña y la imposibilidad de obtenerla mediante la cría han llevado al Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Madrid a investigar sobre la creación de una fibra bioinspirada• en este material. _ Departamento de Ciencia de Materiales.

ETSI Caminos, Canales y Puertos. unidad de extrusión Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

coagulación

velocidad de coagulación

coagulación

velocidad de coagulación

20µm unidad de extrusión

rápido

V1

V2

20µm lento

unidad de extrusión

coagulación

velocidad de coagulación

velocidad de posthilado

Fuente: Universidad Politécnica de Madrid.

88 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación

Biomateriales

89 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

mujeres, desde la antigüedad, se han visto en la necesidad de reparar los daños producidos por las cacerías, la guerra, el trabajo, las deformidades congénitas. Para este menester, desde los egipcios se tienen noticias de estudios y prácticas sobre el perfeccionamiento de la

Sobre la ITV del cuerpo.

cirugía y la implantología. Ya en la Europa del siglo XVI se emplearon

Intrínseca a la propia esencia del ser humano es la voluntad de alcanzar el «elixir de la eterna juventud». Con este cometido, a lo largo de la historia se ha desarrollado la medicina, en primer lugar, de modo empírico y, posteriormente, bajo unas directrices científico-técnicas. Además de curar enfermedades, los hombres y las

so a la búsqueda de materiales funcionales para la cirugía.

metales preciosos para la reparación dental e hilos de hierro para la reducción de fracturas óseas. Los importantes avances técnicos de finales del siglo XIX, en particular el desarrollo de la anestesia, de la esterilidad de los quirófanos y de los rayos X, dieron un fuerte impulSin embargo, pronto se experimentaron los problemas derivados de la utilización de metales en el interior del cuerpo, como la corrosión o la inadecuación de las propiedades mecánicas. Comenzaban a establecerse unos criterios básicos relacionados con la aceptación por parte del organismo de la pieza implantada o su rechazo y con la necesidad de no provocar infecciones: se trata de lo que se conoce como biocompatibilidad.

Tradicionalmente se había observado cómo el cuerpo del herido de guerra es capaz de aceptar ciertos tipos de metralla sin mayor daño aparente, lo que hacía intuir la posibilidad de implantar aleaciones metálicas. Durante la Segunda Guerra Mundial, al observar que las esquirlas del metacrilato de las ventanillas de los aviones clavadas en

90 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

91 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

los ojos de los aviadores no producían daño ocular, se abrió el campo

se adecue estrictamente a las necesidades del paciente, el cuerpo la

de los biomateriales para los polímeros. A partir de entonces se esta-

rechazará de forma inmediata y la encapsulará en un tejido fibroso, lo

blecieron los criterios científicos necesarios para desarrollar la ciencia

que hará el implante completamente afuncional. En esta situación,

e ingeniería de los biomateriales.

dependiendo de la geometría y del tamaño, o bien será asumido por el

Introducir un dispositivo diseñado para reparar un tejido dañado

tejido vivo o será lentamente expulsado. Más problemática es la

implica una reacción necesaria entre el material y el tejido vivo. Si el

situación derivada de algunos metales, los cuales, por reacción ante

material ha sido correctamente seleccionado y obedece a los paráme-

los fluidos internos, liberan sustancias tóxicas que causan infeccio-

tros de biocompatibilidad pertinentes para cada aplicación, la primera

nes, inflamación y dolor.

relación es la biointegración. La biointegración consiste en el perfec-

Finalmente, para realizar una intervención de reconstrucción del

to anclaje entre la prótesis y el tejido biológico: es conocido como

tejido o parte dañada del cuerpo, además de la biocompatibilidad de

osteointegración para el caso del tejido duro y es fundamental para la

los materiales empleados, es necesario adecuar el resto de propieda-

correcta transferencia de carga entre hueso y prótesis, como ocurre

des, como las mecánicas o la densidad, a la función que va a realizar.

en las prótesis de cadera de titanio. El segundo fenómeno posible es

En este sentido, es evidente que el titanio ha supuesto un grandísimo

la bioactividad, que consiste en el crecimiento de tejido vivo alrede-

avance que permite a sus usuarios una calidad de vida muy aceptable.

dor del implante. Esta es la situación más parecida a una reconstruc-

Sin embargo, no se nos debe olvidar que es un metal macizo que

ción total de la parte dañada. En implantología dental, por ejemplo,

sustituye a una cerámica porosa. Así, las investigaciones se encami-

este fenómeno se alcanza al recubrir el implante metálico con una

nan a la obtención de cerámicas tenaces con muy alto grado de bio-

capa de cerámica muy similar a la de la propia raíz del diente sustitui-

compatibilidad e, incluso, a conseguir cerámicas con gradiente de

do, de modo que la mandíbula y la encía lo asumen como natural.

composición. Esto significa piezas de un material cuyas propiedades

Pero no todos los materiales son biocompatibles o lo suficientemente

varían dependiendo de la zona analizada, como ocurre realmente en

biocompatibles, y su utilización en implantes puede acarrear proble-

los huesos y demás materiales naturales.

mas. En primer lugar, al implantar una prótesis de un material que no

En relación con los biomateriales, se da otra circunstancia: la utiliza-

92 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

ción de un material biocompatible, no ya para sustituir un tejido, sino para servir de soporte al cultivo en laboratorio del propio tejido natural que, posteriormente, será implantado.

A pesar de todo, dicen que la mejor cura es realizar una buena labor preventiva. Para ello, es fundamental cuidar nuestras articulaciones, que son las que más problemas dan con el paso del tiempo: por ejemplo, utilizando un calzado adecuado que evite el sobreesfuerzo de menisco y rodilla al acomodar la carga producida por la marcha.

Como cada vez queremos vivir más y estar mejor de salud, tendremos que acostumbrarnos a pasar cada cierto tiempo la ITV, visitar el taller y que nos reparen las piezas estropeadas.

93 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

94 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

Polímeros

ATF Biotecnosoft System Calzado que reduce la fatiga y el dolor de pies Gran parte de la población española pasa muchas horas del día de pie, por lo que el pie soporta todo el peso del cuerpo y se produce fatiga y dolor. Para atenuarlos, Calzados Mayjo, fabricante de la firma Pepe Varó, en colaboración con el Instituto de Biomecánica de Valencia, ha desarrollado el sistema Biotecnosoft System (ATF). Mediante variables biomecánicas•, ATF estudia la relación entre diseño y uso del calzado. Cuando se camina, actúan las articulaciones de cadera, rodilla, tobillo y pie. A través de la estructura y los materiales del zapato, ATF consigue un ahorro de energía en la marcha, amortiguando los impactos nocivos y, a través de una planta anatómica•, repartiendo la presión a la que es sometido el pie. Los módulos propulsores del zapato devuelven la energía adquirida para reducir la fatiga, mientras que la suela ultraligera de poliuretano• 2D actúa como eficaz aislante de frío y calor y los módulos antideslizantes fijan y estabilizan la pisada para evitar resbalones. _ Calzados Mayjo S.L.

Biomateriales

Obtención de un nuevo material biocompatible útil para la reparación de tejidos humanos Empleo de las proteínas estructurales de la sangre (albúmina) en la regeneración de otros tejidos (hueso, cartílago, tejido adiposo, etc.)

El desarrollo y producción de órganos y tejidos en los laboratorios es uno de los objetivos de la ciencia para este siglo. Para ello se precisa investigar en estructuras sólidas que imiten la forma del tejido a reparar. Sobre estas estructuras se colocan las células vivas.

Este andamio sólido con células vivas, al trasplantarse al sitio de la lesión es capaz de reconstruir un tejido sano completamente normal. El Centro de Sangre y Tejidos de Asturias, en colaboración con el CIEMAT de Madrid, ha creado estructuras tridimensionales donde cultivar estas células. El biomaterial• para crear estas estructuras se puede obtener mediante simple venopunción del paciente.

Fuente: Centro Comunitario de Sangre y Tejidos

_ Centro Comunitario de Sangre y Tejidos _ Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) _ MBA Incorporado S.A.

Proteínas globulares del plasma

Solidificación

Liofilización•

97 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

Biomateriales y metales

Implante dental biomimético• con fosfato de calcio• Mejora de los implantes dentales tradicionales que reduce el tiempo de espera de su uso Los dientes son órganos anatómicos duros que tienen como función principal triturar los alimentos para favorecer una correcta digestión, aunque actualmente también desempeñan un papel estético importante. Con el paso de los años los dientes pueden sufrir un sinfín de agresiones hasta llegar a perderse. No disponen de capacidad regenerativa, hecho que ha llevado a crear implantes dentales que los sustituyen. Un implante dental tiene la misma estructura que un diente: una raíz y una corona. La raíz está compuesta de titanio•, un material que permite la osteointegración• pero que, a priori, retrasa el proceso de recuperación del diente, porque las células no lo reconocen como elemento propio del cuerpo.

Para agilizar el proceso de osteointegración se ha creado un implante dental con una raíz recubierta de un material bioactivo•. Este recubrimiento permite que la unión implantehueso se realice eficientemente, disminuyendo así el plazo de espera antes de reanudar la masticación. _ Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) _ Klockner

encía

hueso

99 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

100 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

Polímeros

Prótesis de mama externa aligerada Desarrollo de un gel de silicona aligerado destinado a la confección de prótesis de mama externas de peso reducido A menudo se disminuye la importancia de las prótesis mamarias, relacionándolo únicamente con la estética. Pero tras estas prótesis existe un problema más importante: el cáncer de mama. Es un hecho real que la terapia más segura para combatirlo empieza con la mastectomía• o extirpación de la mama enferma. Con esta intervención no solo se sufre el trauma propio de la cirugía y la terapia para combatir el cáncer, sino que se produce una agresión física (ya que se desequilibra la simetría corporal y esto afecta, a la larga, a la columna vertebral) y una agresión psicológica y social que incluye el temor al rechazo. Es en este punto donde interviene la prótesis de mama externa, un producto que se adapta de manera natural a la anatomía de la mujer. Los implantes de silicona• desarrollados hasta la fecha causan tanto problemas sanitarios, derivados de la difusión del gel o de la incompatibilidad, como problemas de espalada, debido a su elevado peso. Para solventar esta situación, Bluestar Siliconas ha creado un gel de peso reducido que es entre un 25 y un 20% más ligero que los geles estándar. _ Bluestar Siliconas España S.A.

Biomateriales y cerámicos

Bioker Preparación y conformado de prótesis cerámicas de rodilla y de cadera La esperanza de vida media de los implantes ortopédicos se limita a unos 10 años debido, principalmente, al desgaste de los materiales.

A causa del envejecimiento de la población y del aumento de pacientes jóvenes se hace necesaria la mejora de la fiabilidad, dureza y resistencia a las grietas de los implantes de cerámica• actuales. En el marco del proyecto europeo Bioker se ha conseguido diseñar y obtener prótesis de rodilla y cadera de alúmina• y alúmina-circona• que cumplen con estos requisitos y son biocompatibles•.

Se ha demostrado que una pequeña fracción de nanopartículas de circona• distribuidas uniformemente mejora las propiedades mecánicas y apantalla la propagación subcrítica de las fisuras (en inglés low crack-propagation) y, por tanto, su longevidad. Las partículas de circona producen un campo de tensión residual bajo presión que sirve para proteger al nanocompuesto frente al crecimiento lento de las grietas. En el proyecto también se ha puesto a punto un sistema de pulido 3D con el fin de reducir al máximo la rugosidad de las prótesis. _ Cerámica Industrial Montgatina S.L.

103 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

104 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

Adaptativos, biomateriales y metales

BHID Cierre craneal elaborado con un muelle con memoria de forma La fijación craneal BHID• supone un gran avance para las operaciones de cirugía cerebral con trepanación•, ya que hace innecesario el uso de instrumental quirúrgico y reduce el riesgo de herida. La clave está en el uso de un material con memoria de forma•, es decir, capaz de retornar a su configuración original tras ser manipulado. El cierre craneal de Neos Surgery tiene como elemento fundamental un muelle hecho con nitinol•, una aleación• metálica de níquel• y titanio•. El funcionamiento del BHID consiste en introducirlo en un congelador al menos una hora antes de la operación, hasta alcanzar los -20 ºC, momento en el que es fácilmente deformable; se coloca entonces de manera que sujete el trozo de hueso que se ha quitado para acceder el cerebro y, al entrar en contacto con el cuerpo humano, recupera calor y recuerda la forma que tenía, con lo que adquiere de nuevo fuerza y fija la pieza móvil al resto del cráneo. _ Neos Surgery S.L.

Frio

Calor

Biomateriales y polímeros

107 | Biotecnología, farmacia y agroalimentación | Biomateriales

Texturas Sferificación Técnica culinaria de gelificación de alimentos Ferran Adrià ha revolucionado el mundo de la gastronomía con sus técnicas culinarias. Una de estas técnicas se llama Sferificación. Es un proceso de gelificación• que tiene dos variantes: la básica y la inversa. La Sferificación básica consiste en mezclar un líquido, como por ejemplo un zumo, con Algin (producto elaborado a partir de extractos de algas) y sumergirlo en un baño de Calcic (una sal de calcio usada tradicionalmente en la elaboración de quesos). En la Sferificación inversa se sumerge un líquido con una sustancia llamada Gluco (formada por dos sales de calcio) en un baño de Algin. En ambas técnicas el resultado son unas esferas comestibles de diferentes tamaños ligeramente flexibles que permiten introducir en su interior elementos sólidos que quedan en suspensión en el líquido y obtener una mezcla de sabores. Con la Sferificación se pueden obtener raviolis, recrear aceitunas, conseguir caviar esférico de frutas, etc. Adrià ha comercializado un Kit de Sferificación que contiene todos los ingredientes y utensilios necesarios para «sferificar».

Fuente: elBulli taller – Albert y Ferran Adrià y Solé Graells S.A.

_ elBulli taller – Albert y Ferran Adrià _ Solé Graells S.A.

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Energía

El sector de la energía supone el reto de toda sociedad. Históricamente, el ser humano se ha basado y se basa en ella. En la prehistoria aprendió a hacer fuego con la energía interna (muscular e intelectual) y con ella ha evolucionado hasta llegar a nuestros días. La alimentación de todos los artefactos que desarrolla el Homo sapiens requiere ser previamente nutrida. No existe el pensamiento único de cultivar alimentos que permitirán la subsistencia, sino que se cultiva la energía para alimentarse de ella o, simplemente, se cultivan alimentos para generar energía. Ya no sólo se extrae petróleo o carbón para tener materia prima y así fabricar materiales: ahora se cultiva también la materia prima.

Debido a que las energías renovables están revolucionando el día a día del ser humano, surge una pregunta inevitable: ¿cuál será la revolución de la fusión nuclear? El papel que, mientras tanto, desempeñan los materiales tendrá, como de costumbre, un nuevo y gran impacto en el ser humano.

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111 | Energía | El sol como reactor nuclear

El sol como reactor nuclear Fuente de luz y de vida.

«Algún día el ser humano despertará de una larga pesadilla y recordará su propio pasado energético... rodeado de diferentes medios para captar la energía solar, no comprenderá la

locura de los que se embarcan en la aventura de agotar en menos de 250 años unos recursos fósiles que habían tardado 600 millones de años en formarse. Pero todavía no nos hemos despertado, todavía continuamos en el sueño.»

Gerald Foley El sol, fuente de energía primigenia y de vida, derrama, a lo largo de cada año, 4.000 veces más energía de la que necesitamos desde hace más de 5.000 millones de años; y todavía le quedan otros tantos de actividad. Es lógico, por tanto, pensar que el problema energético no es de fuente, sino de capacidad de aprovechamiento de la energía emanada del gran centro productor que es el astro rey. La energía en la naturaleza es abundante, limpia, barata y siempre es utilizada de la forma más eficiente.

La potencia del sol se produce al consumir protones mediante reacciones de fusión a una tasa de 600 millones de toneladas por segundo, transformándolos en helio y liberando grandísimas cantidades de radiaciones electromagnéticas.

Este sistema es radicalmente opuesto al de la fisión nuclear utilizado en centrales eléctricas. Ésta consiste en la división del núcleo de los átomos de uranio, proceso en el que se libera una ingente cantidad de energía. Si bien no produce gases de efecto invernadero y, por tanto, estas centrales son beneficiosas para la lucha contra el cambio climá-

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tico, su utilización tiende a disminuir debido a su principal problema:

Sin embargo, no contaminará la región, como cualquier central térmi-

la generación de residuos radiactivos de altísima peligrosidad.

ca o nuclear, y su coste en igualdad de potencia es dos veces inferior.

La fusión (de inspiración solar) sería, por tanto, la panacea en la

Suponiendo que la mitad de las viviendas españolas emplearan ener-

producción energética, de no ser por los problemas físicos y técnicos

gía solar para calentar agua y aclimatación, se ahorraría una potencia

que plantea. Hoy en día, en las investigaciones para lograr un método

equivalente a la necesaria para cerrar las centrales nucleares de Van-

viable de fusión, se sustituye el uso de protones (isótopo fundamental

dellós II, Trillo y Santa María de Garoña.

del hidrógeno) por sus isótopos superiores: el deuterio (un protón y

Las placas fotoeléctricas tradicionalmente se han basado en la utiliza-

un neutrón, isótopo natural en nuestra agua) y el tritio (un protón y

ción de materiales y procesos muy contaminantes, por lo que la solar

dos neutrones, no natural, pero producible por reacciones nucleares a

resulta ser una energía «tan limpia como sucia». Actualmente, los

partir del litio terrestre). Aunque el deuterio es muy poco abundante,

centros de investigación trabajan para obtener procesos menos con-

la fortaleza de las reacciones nucleares es tan intensa que el equiva-

taminantes y mayor eficiencia en las células fotovoltaicas. El definiti-

lente energético, grosso modo, del contenido de deuterio en un litro

vo asentamiento del aprovechamiento de la luz solar de nuevo lo

de agua de mar es de un barril de petróleo. Un litro, un barril (unos

encontramos al echar un vistazo a nuestros hermanos árboles. La

160 litros). De todo el mar. Sobran comentarios para subrayar la

mayor parte de la energía de la tierra se obtiene de la fotosíntesis

potencialidad energética de la fusión. Pero como todavía no se ha

mediante fotosistemas, el más eficiente sistema de recolección de

logrado la fusión industrial de isótopos de hidrógeno, el método para

energía. Por tanto, la naturaleza ya ha creado una forma eficaz para

el aprovechamiento de la energía solar es el uso de placas solares, o

convertir fotones directamente en electrones y luego en energía

bien térmicas o bien fotovoltaicas. El sur de España, con 3.600 horas

química, que necesariamente tendremos que aprender a usar. Las

de sol al año, es el lugar idóneo para instalar parques de energía

plantas verdes y otros organismos biológicos han utilizado este siste-

termosolar, como el albergado en la provincia de Granada, que cuenta

ma durante miles de millones de años; por tanto, mediante modifica-

con cuatrocientos mil espejos que concentrarán la luz para generar

ciones nanotecnológicas de estos receptores de fotones botánicos,

hasta 100 MW de potencia. Desde luego, requiere una importante

podremos vislumbrar en un futuro muy próximo un horizonte de

inversión de capital y una extensión de terreno de igual importancia.

energía infinita y limpia.

114 | Energía | El sol como reactor nuclear

115 | Energía | El sol como reactor nuclear

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Energías renovables

La energía es la fuerza vital que mueve el universo y nuestra sociedad.

De ella dependen la luz de las estrellas, el movimiento de los planetas, las mareas, los seres vivos, la iluminación de nuestras calles y casas, el calentamiento y la refrigeración, el transporte de personas y mercancías, la obtención de alimento y su preparación, el funcionamiento de las fábricas, etc. Hasta hace dos siglos, la única fuente energética

Eolo, Helios y Gea.

era la fuerza de los animales, del río y del viento y el calor de la made-

¿Qué opinaríamos ante la propuesta de talar todos los bosques del mundo para transformar sólo el 7 % de la madera en muebles y papel, y el resto convertirlo en leña y carbón? Probablemente, que se trata de una aberración. Y, sin embargo, es lo que actualmente se hace con el petróleo y el gas natural, y no parece asustarnos tanto.

más caloríficas, como el carbón. Desde entonces, la práctica totalidad

ra al arder. Sin embargo, la Revolución Industrial trajo consigo la generalización de la máquina de vapor y el uso de fuentes energéticas de los recursos empleados es de origen fósil, como el carbón, el petróleo o el gas.

El permanente desgaste al que hemos sometido a los combustibles fósiles, junto a las emisiones de gases peligrosos (CO2 de efecto invernadero) derivadas de su uso continuo, abren necesariamente un camino hacia investigaciones en la reducción del consumo y en la producción de energías limpias, así como hacia una conciencia más fuerte sobre la situación energética crítica que vivimos, con una demanda que desborda a la oferta. De nuevo, la opción inteligente y eficaz para aprovechar las posibilidades que mater natura nos brinda es integrarnos en sus ciclos. Las energías renovables son, en primer lugar, inagotables y, en segundo lugar, neutras en la emisión de gases contami-

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nantes, ya que, en caso de producir CO2, por ejemplo, es el que

definitiva, en toda superficie que reciba una gran cantidad de luz, con

previamente han utilizado para constituirse, por lo que el balance es

lo que se consigue a la vez revalorizar la superficie «muerta».

cero siempre y cuando se respete el ciclo natural. El daño de la com-

El calor del sol es también responsable de las diferencias de presión

bustión de los combustibles fósiles (considerados la primera fuente

que provocan el viento. A su vez, el viento es un importante motor

de CO2) es consecuencia de que su consumo por el hombre es cien mil

para las turbinas generadoras de corriente eléctrica. Pero aprovechar

veces superior a su producción natural. Así pues, aun siendo el petró-

los frutos de Eolo no es novedad: tradicionalmente se han utilizado

leo una materia en constante producción por la naturaleza, se consi-

molinos de viento para bombear agua o moler grano. En la actualidad,

dera a todos los efectos una fuente no renovable y sucia.

los «gigantes» contra los que luchaba el hidalgo Don Quijote han

El sol es fuente de vida y energía, ya que con sus rayos alimenta a

mutado en aerogeneradores de gran altura y alta eficiencia energéti-

todas las criaturas, y está presente en un gran número de reacciones

ca. Gracias a materiales como el hormigón armado en su mástil, junto

fisicoquímicas. Es el protagonista en la fotosíntesis, imprescindible

a aspas más ligeras en material compuesto de fibra de carbono, pue-

para la vida en la Tierra, responsable del día y de su luz, etc. Por ello,

den alcanzar elevadas alturas, donde las rachas de aire son mayores.

necesariamente ha de ser la principal fuente de energía que también

La inversión realizada en España nos coloca en el segundo puesto

gobierne los intercambios energéticos producidos por el hombre. La

mundial en potencia eólica instalada, sólo aventajados por Alemania,

demanda cada vez mayor de energía solar hace que las investigacio-

a un ritmo de crecimiento del 40 %. Los aerogeneradores funcionan

nes del sector se concentren en lograr células más eficientes, de

de media unas 2.100 horas al año aprovechando una energía libre, no

menor tamaño y más versátiles. La creciente necesidad de extender el

contaminante y gratuita que no produce derroche alguno de energía

uso de energía procedente del aprovechamiento de la luz solar hace

primaria. El plan energético español prevé generar el 30 % de su

que se trabaje en no limitar su instalación a las centrales fotoeléctri-

energía de las energías renovables hasta llegar a los 20,1 GW en 2010

cas, sino que se amplíe a cualquier tipo de superficie. Para este come-

y los 36 GW en 2020. Se espera que la mitad de esta energía provenga

tido se están diseñando sistemas para la instalación de placas solares

del sector eólico, con lo que se evitaría la emisión de 77 millones de

en fachadas y terrados de edificios, pérgolas de aparcamientos y, en

toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. El 22 de enero de

120 | Energía | Energías renovables

2009, se registró un nuevo récord en la producción eólica horaria con 11.074 MWh entre las 19 y las 20 horas. Ésta es una potencia superior a la producida por las siete centrales nucleares que hay en España, que suman ocho reactores y que juntas generan 7.742,32 MW. Sin embargo, hoy en día, el consumo de energías fósiles y la generación de gases de efecto invernadero por nuestra industria sigue siendo muy alta e incluso ha crecido de una forma alarmante, con lo que ha quedado muy lejos de los objetivos de Kyoto.

Por esta causa se hace imprescindible la mejora en el suministro y producción de energías renovables, como la solar térmica y fotovoltaica, la eólica o el aprovechamiento de la energía de las olas del mar. Ésta última constituye una actividad innovadora y España ya trabaja en la puesta en marcha de la primera instalación piloto de este tipo que se desarrolla en toda Europa.

Además de una notable mejora medioambiental, esta situación puede revertir muy positivamente en la economía al reducir la dependencia energética (importación de petróleo y gas), que alcanza el 80 % del total. Si tenemos en cuenta que nuestro país ocupa el primer puesto en el ámbito europeo en cuanto a radiación solar y una buena posición en cuanto a viento, y que es una potencia en temas de producción de equipos, seguro que en un futuro cercano España destacará aún más como potencia en energías renovables.

121 | Energía | Energías renovables

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Semiconductores

Sistemas fotovoltaicos de concentración Mejora del rendimiento de las placas fotovoltaicas• De igual manera que, para la naturaleza, el sol es fundamental como motor energético, para el hombre también ha de ser su fuente de energía principal. La energía del sol puede ser aprovechada en forma de calor o de luz, mediante placas solares. Hoy en día la tecnología solar fotovoltaica está permitiendo generar electricidad cada vez con procesos más eficientes y competitivos. La importante transformación en los últimos años de la industria fotovoltaica, que ha registrado un crecimiento de aproximadamente el 40% anual en la última década, posibilita un intenso esfuerzo inversor en investigación y desarrollo. Actualmente uno de los avances más importantes es la tecnología de concentración, que permite reducir costes y aumentar eficiencias. Tras cinco años de investigación, en 2007 Isofotón ha iniciado el proceso preindustrial de módulos fotovoltaicos de alta concentración, en un nuevo intento por acercarnos al aprovechamiento eficiente de la energía solar. _ Isofotón

Fuente: Isofotón

Semiconductores

Panel fotovoltaico arquitectónico en capa delgada Energía solar mediante capas finas de silicio amorfo De nuevo las tecnologías de vanguardia han permitido dar un paso más. Entramos en la segunda generación de la energía solar. Los nuevos paneles fotovoltaicos utilizan láminas muy delgadas de silicio amorfo•. Hoy en día se utilizan alrededor de 10 g de silicio• por vatio de potencia; los nuevos paneles emplean 0,2 g, es decir, una ínfima parte de lo que utilizan los sistemas actuales. De este modo, se quiere conseguir que, en un periodo más o menos corto de tiempo, obtener energía del sol cueste lo mismo que de cualquier otra fuente convencional. Hasta ahora, los paneles fotovoltaicos tenían de media dimensiones de aproximadamente 1 m2. T Solar ha conseguido desarrollar, mediante estas capas finas de material fotovoltaico, paneles de 5,7 m2; con ello se reduce notablemente la relación entre el coste de producción y el precio de la electricidad obtenida del sol. Los paneles se integran perfectamente en los acristalamientos de los edificios, por lo que estos pueden autoabastecerse energéticamente. _ T Solar Global S.A.

Fuente: T Solar Global S.A.

125 | Energía | Energías renovables

Semiconductores

127 | Energía | Energías renovables

Torres eólicas de hormigón prefabricado Mayor altura y rendimiento energético España es el país con mayor potencia energética eólica instalada por detrás de Alemania y E.E.U.U., llegando a cotas equivalentes al 10% del consumo total. Podemos ver como, al igual que en la antigua Mancha de Don Quijote, los molinos aerogeneradores se elevan por los campos de toda la geografía.

Pero el mercado eólico busca cada vez más altura y mayor potencia de máquina. Las actuales torres de acero tienen un límite en su crecimiento derivado del material y sistema constructivo empleado.

Para el desarrollo de un nuevo concepto de torre eólica, Inneo ha cambiado el paradigma del diseño de aerogeneradores, optando por los fustes de hormigón prefabricado pioneros a nivel mundial. La innovación en el uso y desarrollo de los materiales puede también darse con materiales centenarios. Con esta solución, desarrollada para Inneo por la ingeniería Esteyco, se pueden llegar a optimizar fácilmente el comportamiento estructural y estilizar la torre, además de posibilitar gracias a la prefabricación procesos constructivos sumamente rápidos, hasta de dos torres por semana. Asimismo, se puede facilitar la posibilidad de readecuar las turbinas a las posibilidades técnicas del momento, aprovechando la estructura instalada, algo que no sucedía con las de acero, las cuales se han de desmontar completamente para su re-powering. _ Inneo _ Esteyco

Evolución de la energía eólica en España potencia instalada

nº de torres

potencia máxima por torre

a finales de 1995

83 MW

a finales de 2003

6.200 MW

± 10.000

1,5 MW

a finales de 2010

20.000 MW

± 20.000

3,0 MW

Tecnología

Planta de aprovechamiento de la fuerza undimotriz Energía más limpia e inagotable Oímos hablar día sí, día también de crisis energética, del precio del petróleo como causa de la inflación, de tensiones geopolíticas por los yacimientos de crudo, etc. Una situación que se antoja a todas luces compleja y que, sin embargo, tiene una solución muy sencilla. Esta solución no es otra que la investigación para descubrir nuevas formas de aprovechar la energía que de forma ilimitada nos ofrece la naturaleza. El sol, el viento y los saltos de agua son bien conocidos; pero, para alcanzar un futuro con un mix energético equilibrado y viable, cada región tendrá que adaptarse a sus flujos geosféricos. No todo es sol o viento, sino muchas cosas más… y en el norte de España, por ejemplo, el mar es bravo y las olas poseen mucha fuerza…

El aprovechamiento de la energía de las olas del mar constituye una actividad innovadora en la que IBERDROLA RENOVABLES ha querido participar de forma activa desarollando la instalación piloto de Santoña. Este proyecto se espera que genere electricidad suficiente para abastecer a más 2.500 hogares, con lo que se dejarán de emitir casi 3.000 Tm de CO2 al año.

El proyecto consta de diez boyas sumergidas a una profundidad de 50 metros, a una distancia de la costa entre 2 y 3 kilómetros. Las boyas tienen una potencia total de 1,5 MW y suben y bajan al vaivén de las olas. Según sus promotores, las principales ventajas del sistema de funcionamiento de estas boyas son su seguridad, al encontrarse sumergido, su mayor durabilidad y un mínimo impacto tanto ambiental como visual. _ Iberdrola energías marinas de cantabria, S.A. _ Iberdrola renovables, S.A.

129 | Energía | Energias renovables

130 | Energía

131 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

Sostenibilidad y ciclo de vida Menos es más.

Al mirar a nuestro alrededor, nos topamos con una sociedad puramente consumista, donde generalmente se prefiere renovar constantemente el producto a poseer uno duradero. Sin embargo, solamente el 20 % de la población total consume el 80 % de los recursos naturales, materiales y

energéticos. A esto se añade que el concepto de desarrollo, tal como se entiende en el capitalismo, implica crecimiento cuantitativo (aumento de la producción), al contrario de lo que se entiende como desarrollo sostenible, en el que prima el crecimiento cualitativo (mejora de la producción). En la naturaleza también ocurre que las superpoblaciones acaban provocando el colapso y el fracaso de la especie, mientras que otras especies logran una optimización y mejor adaptación al medio. En definitiva, la extracción ilimitada de recursos de un pozo con fondo conduce al agotamiento del mismo, igual que verter residuos de forma continua acaba por colapsar los sumideros naturales. Pero modificar por completo la mentalidad y los hábitos de consumo es una tarea complicada.

El camino hacia la sostenibilidad nos lleva a la utilización de estrategias de ecodiseño. Éstas tienen en cuenta todos los pasos del principio al fin de un producto: su ciclo de vida. Es decir, primero se valora la energía, los materiales y los medios productivos empleados en su fabricación y distribución; luego se tienen en cuenta los gastos de mantenimiento y uso del producto y, finalmente, se comprende que éste no desaparece cuando deja de ser útil, sino que permanece como residuo.

Los productos que han sido concebidos desde un ciclo abierto se convierten en un problema medioambiental, porque los recursos

132 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

133 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

materiales y energéticos consumidos no se pueden volver a utilizar

cree una conciencia social en la que importa el respeto al medio am-

cuando el producto llega a su fin. Sin embargo, estrategias de ecodi-

biente hace que entidades públicas y privadas apuesten por ello.

seño responsables plantean la alternativa del ciclo cerrado, donde un

Es ejemplo de diseño sostenible la Casa Kyoto: viviendas prefabrica-

producto de desecho puede ser materia prima para otro. Un herbívoro

das bajo criterios de sostenibilidad. Destaca especialmente la simbio-

se alimenta de vegetales y, cuando muere, su cuerpo se descompone y

sis entre la selección de los materiales y el estudio de las distribucio-

pasa a ser abono que alimenta el suelo donde crecerá más vegetación.

nes y orientaciones, destinada a lograr un uso racional del entorno

Así pues, existen dos visiones del ciclo de vida de un producto: una,

ambiental y climático, lo cual también repercute en un ahorro econó-

«de la cuna a la tumba», en que residuos y recursos quedan desconec-

mico. Junto a los beneficios ambientales de minimizar el impacto

tados, y otra que da un paso más, «de la cuna a la cuna», en la que sí

sobre el medio, los usuarios de estas nuevas viviendas, a lo largo de

se plantea que el propio residuo llegue a ser materia prima de un

un año, no sólo han tenido un coste cero de electricidad sino que tam-

nuevo producto, con objeto de lograr el residuo cero, cerrando el

bién han obtenido una rentabilidad al vender el excedente energético.

ciclo. Esto implica que el primer producto está fabricado con material

Tanto empresas públicas como privadas toman como línea de negocio

reciclable que es utilizado por el segundo producto a modo de mate-

el procesado de bienes de consumo a través de la utilización de mate-

rial reciclado.

riales reciclados (revalorizados a través del diseño), materiales biode-

Cuando entran en juego conceptos tan amplios y de tan difusa aplica-

gradables (que se reintegran en el medio de forma inocua), así como

ción, como sostenibilidad, ecodiseño e impacto medioambiental, se

el tratamiento de residuos tóxicos de procesos industriales para obte-

hace necesaria la creación de una normativa que lo regule. El actual

ner materias primas. El depurado de lodos generados en el tratamien-

desarrollo de los materiales ecológicos se encuentra favorecido por

to de aceros o el empleo de lodos de papel hace que puedan ser reuti-

diferentes directivas de la Unión Europa y otras actuaciones de cum-

lizados para la obtención de materiales puzolánicos con adiciones,

plimiento no obligado, como las llamadas ecoetiquetas (etiquetas que

que dan como resultado un nuevo material extruíble y moldeable,

informan de que un producto cumple unas rigurosas especificaciones

apto para la construcción y para otros usos. A su vez, los componen-

ambientales exigidas por el organismo otorgador). El hecho de que se

tes metálicos potencialmente venenosos son reutilizados para la

1

McDonough, William; Braungart, Michael. Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things. New York: North Point Press, 2002.

134 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

elaboración de nuevos aceros.

Se puede observar como, aunque el ecodiseño apueste en primer lugar por la preservación del medio, revierte en otro mundo de gran importancia: la economía. Es decir, estas estrategias no sólo benefician al medio ambiente, sino que la eficiencia de recursos materiales y energéticos acaba siendo una buena inversión a corto-medio plazo en términos puramente monetarios. Por ejemplo, un correcto aislamiento en la construcción de una casa hace que el propietario no deba utilizar calefacción o aire acondicionado. Por lo tanto, aunque el precio de esa vivienda es mayor, la diferencia de dinero se amortiza en menos de un año gracias al menor consumo energético.

135 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

Ecológicos

137 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

Empleo de lodos de papel en la fabricación de cementos con adiciones Valorización de un subproducto industrial A lo largo del conjunto de procesos de fabricación necesarios para la obtención de todos los bienes de consumo de los que disfrutamos, se genera una serie de materiales de deshecho, en ocasiones de elevada toxicidad y en otras de tipo inerte. No obstante, lo que tienen en común estos subproductos es que contienen materiales y substancias valiosas que son desaprovechadas, lo que por un lado genera un problema medioambiental y, por otro, una pérdida de rendimiento económico.

El grupo de investigación Reciclado de Materiales, del Instituto Eduardo Torroja del CSIC, ha logrado la valorización del gran volumen de residuos de la industria papelera mediante la incorporación de los lodos de papel al cemento. Estos lodos anteriormente se destinaban principalmente al vertedero, a pesar de su valioso contenido en arcillas y carbonatos de excelentes propiedades como adición puzolánica. El material obtenido, una vez activado térmicamente, es ideal para utilizarlo como adición activa en cementos hidráulicos. De esta manera, se ha logrado reducir el volumen de un material anteriormente considerado un residuo dándole un valor añadido para el cual no fue diseñado. Tal vez parte de este libro lo veamos en las próximas grandes obras civiles o solucionando un escape de agua. _ Instituto Eduardo Torroja. CSIC / Facultad de Ciencias. UAM / Fundación Labein www.uam.es

Industria papelera

Lodos (celulosa)

Tratamiento de incineración de los residuos (moldura y mezcla)

Se inyecta o extruye la mezcla resultante en el molde

Ecológicos

Grauinert Nuevo material elaborado a partir de residuos contaminantes En numerosas actividades productivas y de consumo se generan residuos que, en muchos casos, aun tratándose, quedan como desechos tóxicos. Almacenarlos en bidones de seguridad y enterrarlos en lugares controlados es una de las pocas prácticas que se realizan para evitar posibles daños, tanto al ser humano como a la tierra y el agua. Sería el caso, por ejemplo, de los residuos resultantes de las plantas nucleares. Este proceso tiene unos costes elevados y requiere un exhaustivo control de los lugares destinados a albergar los residuos tóxicos, ya que pueden ser focos altamente contaminantes. Enreco 2000 ha conseguido tratar los residuos contaminantes provenientes de incineradoras, industrias papeleras e industrias metalúrgicas, como pueden ser cenizas y lodos o polvos procedentes de horno de arco eléctrico (PHEA), para elaborar un nuevo material inerte inofensivo para el medioambiente. De esta manera se consigue cerrar el ciclo de vida• del material y reinsertarlo de nuevo en la naturaleza. Tiene apariencia de cemento• y posee excelentes propiedades para la construcción. _ Enreco 2000 S.L.

Industria papelera Industria metalúrgica Planta incineradora

PHEA (polvos de acería) Lodos (celulosa•) Cenizas

Tratamiento de los residuos (moltura y mezcla)

Se inyecta o extruye la mezcla resultante en el molde

139 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

140 | Energía | Sostenibilidad y ciclo de vida

Ecológicos

Casa Kyoto Viviendas prefabricadas bajo criterios de sostenibilidad ¿Practicas ya el Kyoto? Que nadie se lleve a equívocos con este planteamiento de sonoridad asiática. No se trata de un viejo arte marcial, sino de los criterios ambientales propuestos en la ciudad japonesa que sirvieron de base para el concepto de desarrollo sostenible enmarcados en el Protocolo de Kyoto. El estudio de arquitectura Aguilera-Pich, junto con la empresa PMP y Prefabricados Pujol, han desarrollado una singular tipología de vivienda industrializada bajo criterios de sostenibilidad, que aúna los postulados de la arquitectura bioclimática con un máximo de confort y economía productiva.

Los elementos estructurales prefabricados en hormigón están montados en obra seca, lo que permite un ahorro de materiales, agua y energía y favorece su reutilización, ya que es desmontable. Además de estos elementos, el proyecto prevé una cubierta aljibe ajardinada, una cubierta de paneles fotovoltaicos de producción de electricidad y de producción de agua caliente y dos paredes técnicas en las que se ubican las instalaciones de agua y electricidad y que, a su vez, actúan a modo de chimenea que succiona el aire fresco del subsuelo a través de pozos canadienses y lo distribuye por toda la vivienda.

Junto a los beneficios ambientales de minimizar el impacto sobre el medio, los usuarios de estas nuevas viviendas, gracias a las medidas de autoabastecimiento y eficiencia energética, a lo largo de un año no sólo han tenido un coste cero de electricidad sino que han obtenido una rentabilidad de más de 1.600 euros al vender el excedente energético. _ PMP - CASAS PRÊT-À-PORTER _ Prefabricados Pujol _ Pich Aguilera

142 | Energía

143 | Energía | Los polímeros

Los polímeros Entre la degradación del medio y el progreso sostenible.

Los polímeros, habitualmente llamados plásticos, son los materiales más versátiles y funcionales descubiertos hasta ahora. Desde hace algunos años, la revalorización de los plásticos como materiales de calidad e incluso técnicos ha dado lugar a su omnipresencia en todos los sectores.

Alrededor de los polímeros siempre ha ondeado un aura de materia tóxica-contaminante; probablemente por su procedencia del petróleo, negro y origen de la mayor parte de la polución. Sin embargo, desde diversos puntos de vista, la correcta utilización de los diferentes plásticos puede ser muy beneficiosa para el medio ambiente en términos de eficiencia energética, ciclo de vida, reciclabilidad, etc. En cuanto a la reciclabilidad y gestión de los residuos, se distinguen tres familias principales dentro de los polímeros: los termoestables (difíciles de reciclar), los termoplásticos (reciclables) y los de origen natural (biodegradables).

Los termoplásticos son empleados en un sinfín de aplicaciones, ya que, al poder ser inyectados, adquieren casi cualquier forma. En primer lugar, nos viene a la cabeza la progresiva sustitución del cartón, vidrio y metal para embalar y envasar productos alimentarios.

Las propiedades de los diferentes polímeros como barrera para los gases y aromas, junto con la posibilidad de ser constituidos en láminas combinables, permiten conformar delgadísimos materiales multicapa que, a través de una conveniente combinación de diversos polímeros, logran optimizar su función de protectores, aislantes o simplemente conservadores. Gracias a las mejoras en la conservación de los alimentos envasados se logra, por ejemplo, una reducción en los conservantes químicos aplicados, además de un aumento en la

144 | Energía | Los polímeros

145 | Energía | Los polímeros

versatilidad del producto, con lo que se consigue en muchos casos

condiciones de temperatura, presión y desgaste muy elevadas, como

cocinar el contenido sin necesidad de eliminar el envase para ello.

en contenedores de productos químicos o piezas de mecanismos

Para aplicaciones técnicas, existen polímeros muy resistentes al

sometidos a picos muy elevados de tensión y temperatura, donde la

desgaste, autolubricantes y tenaces, como las poliamidas (PA) y los

ligereza y la resistencia a la corrosión son muy importantes.

poliacetales (POM), muy utilizados en engranajes y mecanismos.

Los poliésteres, tanto termoestables como termoplásticos, son muy

Además, pueden ser reforzadas con nanofibras de carbono, que per-

importantes en aplicaciones también bajo temperatura, como en

miten su conductividad y sustituyen piezas metálicas en sensores de

moldes para pastelería o juntas para hornos, donde su naturaleza

humedad o temperatura. Otros, como los estirénicos (ABS, ASA,

plástica logra erradicar la corrosión producida por el contacto con el

SAN), son fundamentales para todo tipo de carcasas que requieran de

agua, además de facilitar el montaje y desmontaje de diferentes

buenas propiedades mecánicas y acabado superficial, y han logrado

componentes para poder ser limpiados con eficiencia.

desbancar a los metales y reducir la masa del producto final.

Los termoestables son empleados fundamentalmente en materiales

Si los requerimientos son resistencia a la intemperie y al impacto y

compuestos. A grandes rasgos, las resinas de poliéster se refuerzan

transparencia, los suplentes por excelencia del vidrio son el metacrila-

con fibras de vidrio, y las epoxi, con fibras de carbono. Por su propia

to y el policarbonato, aplicables a todo tipo de luminarias, falsos

naturaleza, es imposible reciclar estos materiales, ya que al aplicarles

vidrios y carcasas donde la luz tenga un gran papel. Al ser tan fácil su

temperatura para volver a moldearlos se fragilizan y degradan.

moldeado, se puede reducir el número de piezas anteriormente fabri-

Únicamente es posible reutilizarlos o bien en piezas más pequeñas,

cadas en metal consiguiendo reducir las fases en el proceso producti-

procedentes de otras de grandes dimensiones, o bien triturados y

vo y economizando medios. Una nueva generación de polímeros ter-

empleados como paneles aislantes. La experiencia material a lo largo

moplásticos técnicos ha posibilitado la entrada de estos materiales en

de toda la historia de la humanidad nos lleva a la conclusión acertada

sectores que parecían exclusivos de metales y cerámicas. Las PUS

de pensar que lo verdaderamente ecológico no es tanto pensar en

(polietersulfona), las PEI (polieterimida) o las PEEK (polietereterce-

reciclar sino en generar menos residuos y consumir menos materia.

tona) son termoplásticos poco difundidos y de gran aplicación bajo

Por tanto, ya tenemos un punto a favor de los materiales compues-

146 | Energía | Los polímeros

147 | Energía | Los polímeros

tos: su gran durabilidad. Por otro lado, al ser los compuestos ter-

embalajes o menaje de camping, pero gracias a las constantes mejo-

moestables reforzados de fibras el máximo exponente de la relación

ras en sus propiedades también pueden encontrar su lugar en otras

ligereza-resistencia, son generalmente utilizados en medios de trans-

aplicaciones más perdurables: conseguiremos hacer extensible su

porte, con lo que se logra un importante ahorro de combustible al

aplicación al resto de bienes de consumo, como carcasas para electró-

desplazar una menor cantidad de masa. Su elevada resistencia tanto

nica, juguetería, etc.

mecánica como a corrosión y a fatiga hace que, en los últimos tiem-

El ordenador iUnika Gyy es un miniordenador portátil que incorpora

pos, hayan llegado a entrar con paso firme en la arquitectura y hayan

software libre 100 % y un concepto del producto ecoeficiente, fruto

logrado desbancar en determinadas aplicaciones al sólido hormigón

de un apurado análisis del ciclo de vida, donde se tienen en cuenta

armado. Y, por supuesto, en el sector aeroespacial hace ya muchos

todos los factores: en su fabricación, se usan materiales biodegrada-

años que van ganándole terreno a los aceros y aleaciones ligeras.

bles y, además, en algunos de los modelos se incorporan placas foto-

Tanto el reciclaje por refundición de termoplásticos como la reutiliza-

voltaicas para recargar la batería. De esta manera, se va erradicando

ción para otro uso por triturado de los termoestables son las opciones

por fin el lastre de material tóxico y antiecológico que siempre ha

factibles y extendidas actualmente. Sin embargo, en un futuro no

perseguido a los plásticos y se hace viable pensar en un hipotético

muy lejano se conseguirá el real método del reciclado, que es devol-

campo de girasoles abonado con el plástico generado por ordenado-

ver el material final a su estado primero, es decir, la despolimerización

res, móviles, botellas, envases, etc., en el fin de su ciclo de vida.

del polímero, de modo que se pueda volver a generar material virgen.

Algo parecido a ese ideal es lo que se ha conseguido con los nuevos termoplásticos de origen vegetal, como los polilácticos (PLA), los cuales son sintetizados a partir de hidrocarburos procedentes de patata, maíz o girasol en lugar de petróleo. Estos plásticos tienen como principal característica la biodegradabilidad. Estos termoplásticos biodegradables son ideales para productos de usar y tirar, como

148 | Energía | Los polímeros

Polímeros

Detector de humedad para secadoras de alta gama Compuesto termoplástico para el control de la humedad Las secadoras y algunas lavadoras disponen de un sistema de secado por el cual circula aire caliente para secar la ropa. Estos electrodomésticos generalmente no contienen un sistema para medir la humedad de la ropa, por lo que el usuario pone un programa de secado en función de las tablas proporcionadas por los fabricantes. Esto provoca que la elección a veces conlleve consumos excesivos de energía, ya que, si siempre se escoge la misma duración, pueden darse resultados muy variables, y no siempre óptimos, en cuanto al secado de las prendas. Este sistema para detectar la humedad se basa en medir la conductividad de la ropa, es decir, que varia en función de la humedad. Este detector realizado en un termoplástico conductor no puede ser metálico ya que provocaría corto circuitos entre piezas metálicas de la ropa a secar. Además, debe ser un material que no manche la ropa, resista a la temperatura y a la humedad. De esta forma se puede controlar el tiempo exacto que debe durar cada programa de secado. _ Grupo Repol _ Ornaplast Kunststofftechnik AG

Fuente: Grupo Repol

Polímeros

Juguetes biodegradables Desarrollo de formulaciones biodegradables para la fabricación de juguetes Normalmente, para la fabricación de juguetes se emplean materiales como la madera•, los textiles y el metal; sin embargo, el componente estrella es el plástico. Las poliolefinas•, los poliestirenos• y el PVC plastificado• son los materiales más recurrentes, así como algunos polímeros• técnicos, como el policarbonato• o la poliamida• para algunos componentes y piezas. Los juguetes tienen, generalmente, un ciclo de vida• relativamente corto y se desechan al cabo de pocos años. A este problema se suma la dificultad de desensamblaje.

Por tanto, no se recuperan sus materiales en el proceso de reciclaje. Por esta razón, es necesaria la investigación e innovación en el sector juguetero, para mejorar los productos y adaptarlos a los requerimientos actuales de sostenibilidad. Aunque el consumo de material sea el mismo, si éste es biodegradable•, la generación de residuos disminuye, ya que el medio lo asume en su ciclo. Por otro lado, a partir del desarrollo de distintos plásticos ecológicos•, que no provienen del petróleo, se introducen nuevos valores a los juguetes y sus usuarios, como el respeto al medioambiente y a los recursos naturales. _ Instituto Tecnológico del Juguete AIJU _ Plásticos Hidrosolubles S.L.

151 | Energía | Los polímeros

Ecológicos - Tecnología

153 | Energía | Los polímeros

iUnika Gyy El portátil del siglo XXI En tiempos de crisis como los que vivimos, se hace valer cada vez más aquella máxima que dice: «renovarse o morir». En cuanto a dispositivos electrónicos, cabría imaginar que los japoneses, teniendo en cuenta su extensa tradición en la materia, serían los primeros en abrumarnos con sus lanzamientos de novedades, y por una vez no ha sido así. Es una empresa española la encargada de revisar el concepto de informática portátil y proponer una verdadera reinterpretación del concepto. iUnika Gyy lanza al mercado un producto concebido desde las premisas más acuciantes de este principio del siglo XXI. Este miniordenador portátil destaca en primer lugar por su apuesta por el software libre con el sistema operativo GNU/Linux, que se adapta a las nuevas dinámicas de los derechos de autor. En tiempos en que la autosuficiencia energética es garante de prosperidad, es una buena iniciativa extender el concepto a todos los elementos que nos rodean. Así pues, incorpora placas solares que nos permiten recargar la batería, que dispone de cuatro horas más de autonomía. Y, por supuesto, hablando de un producto adaptado a las necesidades de nuestros días, el vector ambiental también se ha tenido en cuenta haciendo uso de materiales plásticos biodegradables de última generación para su aplicación en la carcasa. A partir de polímeros derivados del almidón, la patata y la celulosa, han conferido a la carcasa una apariencia similar a la del resto de plásticos derivados del petróleo. Incluso ofrecen una amplia variedad cromática. Y todo esto a un precio de lo más reducido, lo que lo convierte en el ordenador personal ultraportátil más económico del mercado.

Ordenador

_iUnika

Carcasa biodegradable

154 | Energía

155 | Energía | Materia y energía

Materia y energía Ni se crean, ni se destruyen: se transforman – La energía y la materia son dos caras de la misma realidad física: no se pueden separar.

– La suma de energía y materia es constante en el universo.

– La energía puede ser transformada o pasar de una forma a otra sin destruirse. Sin embargo, cada vez que la energía se transforma de un estado a otro, la cantidad de energía disponible para realizar un trabajo disminuye, ya que una parte del flujo energético se ha perdido en forma de energía no disponible. A partir de estos tres puntos, podemos comprender mucho mejor la situación energética global: los intercambios energéticos que se dan entre los seres vivos tienen su primer eslabón en los vegetales y su fotosíntesis. Éstos son capaces de crear moléculas biológicas a partir de CO2, H2O y otras sales absorbiendo energía solar. La transformación da lugar a la biomasa, de alto contenido energético (almacena en su seno la energía adquirida del sol). Y la fosilización de la biomasa de épocas geológicas remotas llevó a la creación de los combustibles fósiles. En cierto modo, el poder energético tanto de la madera como del petróleo es directamente transferido por el sol. Vemos cómo la materia y la energía ni se crean ni se destruyen, sino que se transforman. La materia orgánica, al final de su ciclo de vida, se descompone en elementos más esenciales que sirven como base para la producción de nueva materia viva: alimento para los vegetales. Los residuos urbanos de naturaleza orgánica, bajo un controlado sistema de metanización (en ausencia de oxígeno), son descompuestos por bacterias anaeróbicas, y al final del proceso se aprovecha el biogás generado, apto como

156 | Energía | Materia y energía

157 | Energía | Materia y energía

fuente energética.

Los nuevos superconductores permiten la circulación de corrientes

Igual que ocurre en la naturaleza, donde existen 10 kg de herbívoros

eléctricas sin producir pérdidas de energía. Pueden mantener corrien-

por cada unidad de carnívoros, es decir, se da un rendimiento del

tes eléctricas persistentes de alta intensidad sin necesidad de gene-

10 % de la materia-energía, los motores de combustión, que utilizan

rador eléctrico, lo que permite además la construcción de potentes

la energía de la gasolina, sólo transforman una pequeña parte en

imanes que mantienen constante el flujo magnético. Entre las muchas

trabajo y el resto lo disipan en forma de calor. Esta merma energética

aplicaciones de esta propiedad destaca la capacidad de realizar dispo-

puede ser minimizada al convertir la energía calorífica en eléctrica

sitivos levitantes (magnéticamente ligados), aplicables a trenes más

gracias a la utilización de sistemas de efecto Seebeck. Este efecto es

eficientes y seguros. En primer lugar, al minimizarse la resistencia

una propiedad termoeléctrica, descubierta en 1821, que consiste en

ofrecida por el par rueda-vía, se consume menos energía y, en segun-

crear un voltaje en presencia de una diferencia de temperatura entre

do lugar, se evitan problemas de descarrilamiento.

dos semiconductores o semimetales distintos al producirse un inter-

La energía eólica y solar no están siempre disponibles cuando las ne-

cambio iónico. Su aplicación es especialmente apta para recuperar el

cesitamos. ¿Cómo podemos mantener las luces encendidas cuando el

calor de los tubos de escape o para apoyar el abastecimiento energéti-

sol no brilla, o cuando el viento no sopla? Por eso, uno de los princi-

co de edificios y viviendas.

pales retos a los que nos enfrentamos es el problema de las reservas,

Sirva este hecho para presentar otra versión de la unidad energía-

ya que no es posible almacenar la electricidad directamente.

materia: el rendimiento energético. En el mismo influye, por un lado,

Lo que necesitamos es una forma de energía que podamos almacenar

la potencia intrínseca de la fuente energética y, por otro, la naturaleza

y convertir fácilmente y rápidamente en electricidad. Uno de los siste-

del material, que condiciona su transporte o transformación.

mas que se está desarrollando con más fuerza es la celda de combus-

Al no ser la electricidad una fuente primaria, sino de suministro, son

tible y el hidrógeno.

necesarias vías tanto para su generación como para su transporte.

Una de las claves para la eficiencia energética está en lograr nuevos materiales de elevada conductividad para la transferencia eléctrica.

Semiconductores Compuestos

Fabricación industrial de nanofibras de carbono Nanofibras de carbono con diámetro de entre 50 y 100 nanómetros• y superficie adecuada a la matriz a la que se incorporarán Las nanofibras de carbono• (CNF) son conocidas desde hace muchos años, pero la investigación actual tiene como objetivo su producción industrial y su aplicación en nanocompuestos. Las CNF se usan como carga en materiales compuestos• de matriz polimérica, con el objetivo de dotarlos de excelentes propiedades, como la alta resistencia mecánica y la gran conductividad eléctrica. Grupo Antolín es la primera empresa europea en producir a escala industrial nanofibras de carbono a precios competitivos, y es la única compañía que ha desarrollado la producción de estos nanofilamentos usando níquel• como catalizador. Las nanofibras de carbono tienen cabida en muchos sectores industriales, aunque actualmente destacan en el de la automoción y en la energía eólica. El uso de nanocompuestos más ligeros y resistentes que el acero favorece la reducción de emisiones de dióxido de carbono, porque permite fabricar coches menos pesados y, en consecuencia, consumir menos combustible. En el sector energético, las palas de los aerogeneradores cargadas de nanofibras de carbono dotarán de conductividad al material compuesto, permitiendo una mayor durabilidad de las mismas al evitar que se congelen por las bajas temperaturas y se fracturen. _ Grupo Antolín Ingeniería

Fuente: Grupo Antolín Ingeniería

159 | Energía | Materia y energía

Semiconductores

161 | Energía | Materia y energía

Generadores de corriente Generadores de corriente mediante el efecto Seebeck El efecto Seebeck• es una propiedad termoeléctrica, descubierta en 1821, que consiste en la conversión de una diferencia de temperatura entre dos metales semiconductores• en electricidad. Mediante este principio, Cidete Ingenieros ha desarrollado unos generadores de corriente eléctrica a partir de nanocapas de semiconductores. Cuando se les aplica una diferencia de temperatura, aproximadamente de 150ºC, se produce un intercambio de electrones y, por tanto, se obtiene electricidad.

Estos generadores de corriente pueden ser una buena opción para apoyar el ahorro de energía en edificios inteligentes y viviendas, ya que aprovechan la energía que se disipa por la temperatura. _ Cidete Ingenieros S.L.

Luz IR (generador de calor)

Radio

+

_

Generador de corriente

Ecológicos

163 | Energía | Materia y energía

MethapiExpertise Optimización del tratamiento anaerobio de los residuos sólidos urbanos La base de nuestra producción energética sigue siendo los hidrocarburos•, pero es necesario buscar nuevas fuentes de abastecimiento que substituyan, en la medida de lo posible, los recursos naturales finitos y que sean menos hostiles con el medio. En un país altamente industrializado como el nuestro, la sociedad genera una cantidad enorme de residuos sólidos, tanto orgánicos como inorgánicos. Los residuos sólidos presentan contenidos elevados de materiales biodegradables• (comida, papel cartón, etc.) que, en su mayoría, son eliminados en vertederos municipales y son los causantes de las emisiones difusas de gases de efecto invernadero•. Algunos de estos materiales que desechamos poseen un contenido energético susceptible de ser aprovechado a nivel industrial. FCC ha desarrollado un proyecto para la obtención de biogás• a partir de los residuos sólidos urbanos• a través de plantas de metanización•. El proceso permite, gracias unos tanques digestores en ausencia de oxígeno, recoger el biogás que se desprende con el fin de valorizarlo en unos motores de combustión para producir energía eléctrica.

Entrada de residuos sólidos urbanos

Biogás

Biogás

Composto

_ Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC S.A.)

Cámara de digestión Fuente: Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC S.A.)

Contenedor de composto

Contenedor de biogás

Fuente: Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC S.A.)

Bacterias

Cerámicos

Sistemas de levitación magnética Superconductores que oponen resistencia cero al paso de energía Los materiales superconductores• permiten la circulación de corriente eléctrica sin pérdidas de energía y pueden mantener corrientes eléctricas persistentes de alta intensidad sin un generador eléctrico. Estas propiedades permiten crear potentes imanes que mantienen constante el flujo magnético. Un grupo de investigación del Institut de Ciencia de Materials de Barcelona del CSIC ha desarrollado los superconductores de alta temperatura crítica, que son capaces de mantener flujo magnético mediante las corrientes eléctricas atrapadas en su interior. Esta capacidad de atrapar flujo magnético permite mantener magnéticamente un imán ligado sobre un superconductor, útil para realizar cojinetes.

Otra aplicación son los conocidos como trenes bala, que levitan sobre las vías gracias a las fuerzas de interacción entre los campos magnéticos producidos por imanes colocados en trenes y raíles. Pueden alcanzar velocidades muy elevadas con seguridad, ya que se desplazan sin fricción con las vías manteniéndose fuertemente ligados a ellas. Entre sus aplicaciones está también el almacenamiento de energía. Este fenómeno permite hacer girar sin fricción ni desgaste una rueda superconductora soportándola mediante cojinetes de levitación magnética, de manera que es capaz de almacenar la energía que genera. _ Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

165 | Energía | Materia y energía

166 | Energía | Materia y energía

Cerámicos

Membranas ultradelgadas para pilas de combustible Obtención de nuevos materiales con elevada conductividad iónica•

Fuente: Centre d’Investigació en Nanociència i Nanotecnologia de Barcelona (CIN2). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Institut Català de Nanotecnologia (ICN)

1,3 nm

Dicen que el combustible del futuro será agua con polvitos mágicos. En algo parecido se centran numerosas investigaciones del sector de la energía: que tratan de producir electricidad a partir del hidrógeno•. Para esto es necesario oxidar el hidrógeno contenido en una pila•, generando como único residuo vapor de agua. En este proceso el factor principal es la membrana• por la que han de pasar los iones que se separarán en electrones y protones y producirán energía. Ion es una palabra que procede del griego y significa «el que va».

Por eso, las nuevas membranas presentan un control de su microestructura de modo que se puedan crear canales para que los iones viajen más «cómodamente» y, por tanto, aumente el rendimiento energético de la pila. _ Centre d’Investigació en Nanociència i Nanotecnologia de Barcelona (CIN2).

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Institut Català de Nanotecnologia (ICN)

Hidrógeno

Aire

Ánodo

Cánodo Electrólito

1 µm

5 nm

Aire Agua

Catalizador para la producción de hidrógeno

Cerámicos y compuestos

Depósito de Etanol

169 | Energía | Materia y energía

Tanque de Hidrógeno

Motor Eléctrico

Tecnología eficiente de última generación para la pila de combustible Para alcanzar una economía basada en energías renovables aun debemos superar un sin número de obstáculos. Sin embargo, el futuro energético será de origen renovable… o no será! Y ello supone no sólo retos tecnológicos, sino enormes oportunidades para la industria.

Así por ejemplo, la energía eólica y la solar no están siempre disponibles cuándo y dónde las necesitamos y sería muy conveniente disponer de una forma de energía que pudiéramos almacenar y convertir fácil y rápidamente en electricidad. El H2 aparece como una de las alternativas más atractivas: su oxidación y conversión en agua es la reacción química que libera más energía y es enormemente ligero.

Con el objetivo de contribuir a mejorar esta tecnología y conscientes de que la clave está en los materiales, el Institut de Ciència de Materials de Barcelona, del CSIC, y la Universidad Politécnica de Cataluña han desarrollado un dispositivo catalítico que convierte de forma eficiente bioetanol húmedo en H2 y CO2 , que se separan por una membrana. El dispositivo consiste en un soporte de cerámica recubierto con aerogel, un material poroso que retiene los gases y los transforma en su interior.

Este producto resuelve a la vez el problema de la producción, transporte y almacenamiento del H2 , ya que se transporta bioetanol, que se convierte en H2 puro ‘in situ’, listo para alimentar la pila de combustible.Este sistema es eficiente, compacto, económico y permite un uso móvil. Su implementación en vehículos de transporte es una opción que permitiría unir sostenibilidad, eficiencia, autonomía y ausencia de contaminación. _ ICMAB-CSIC _ Institut de tècniques energètiques. UPC

Celda de Combustible

Batería

Energía solar

Catalizador a 320°C

Fermentación

171 | Constrcción

170

Construcción

El sector de la construcción muestra cómo la energía está al alcance de todos y la materia sólida también. Con esta materia el ser humano genera estructuras, pero, anhelante del progreso, da un paso más: la domótica. Interacción con el material, búsqueda del confort aplicando sobre el mismo toda la tecnología actual: la domótica es, sin duda, el ejemplo básico para entender la retroalimentación, la manera cómo un sector hace suyos los avances de los otros, los adapta y los aplica con éxito.

Es un sector versátil en el que el desarrollo de nuevos materiales y nuevas aplicaciones para materiales tradicionales son la realidad del día a día. Todo esto, en sintonía perfecta con la implementación de sistemas de bajo impacto en el medio ambiente.

172 | Construcción

Nuevos sistemas constructivos

173 | Construcción | Nuevos sistemas constructivos

de entrega sin sacrificar el confort del usuario. La historia de la construcción ha sido también la historia de la búsqueda de sistemas que permitieran a los hombres fabricar su «madriguera» de la forma más segura y cómoda, a la vez que en el menor tiempo posible. Así, se han ido desarrollando sistemas de componentes previamente procesados para, de esta forma, agilizar las labores de la construcción.

Ya en la antigua Mesopotamia, hace 9.000 años, ante la escasez de madera y piedra tuvieron que arreglárselas para conseguir un método de edificación mediante bloques de adobe secados. A la postre, el ladrillo, con variaciones técnicas pero conservando el formato, ha resultado ser imprescindible para la práctica totalidad de las obras.

Nuevos planes, idénticas estrategias.

Los romanos, grandes maestros de la arquitectura, utilizaron paredes

La necesidad de nuevos materiales para reducir el costo y aumentar la eficiencia en las obras ha llevado al diseño de nuevos sistemas constructivos que minimizan el consumo energético y los tiempos

pared y el suelo.

de ladrillos de arcilla cubiertas por baldosas de mármol. El impulso definitivo se lo dieron los musulmanes, quienes, como maestros alfareros que fueron, extendieron a la totalidad de las edificaciones el muro de ladrillo y los azulejos como embellecedores y protectores de la El hormigón, inventado por los romanos y popularizado a finales del siglo XIX y, sobre todo, durante el XX, ha supuesto la posibilidad de conformar estructuras y formas muy irregulares, e incluso escultóricas, de un modo muy sencillo, lo cual ha agilizado enormemente el proceso de la construcción. La nueva generación de hormigones autocompactantes da un paso más en esa dirección, consiguiendo reducir

174 | Construcción | Nuevos sistemas constructivos

175 | Construcción | Nuevos sistemas constructivos

los tiempos y la peligrosidad del proceso, al lograr evitar la fase del

de plástico reforzado, entre otros. Estos materiales son fácilmente

vibrado. Además, esta tipología de mortero es de una elevada fluidez,

industrializables, de muy alto rendimiento mecánico y fácilmente

lo cual hace posible la obtención de formas harto complejas y orgánicas.

conformables, por lo que comienza a hacerse frecuente el uso de vigas

Los actuales sistemas industrializados plantean una forma de construir

de material compuesto con fibra de carbono, paneles aislantes térmi-

completamente diferente a la tradicional (empleo de mano de obra

cos y acústicos, etc., producidos en serie de forma industrial. Esta idea

masiva y duras condiciones de trabajo). En la actualidad, los sistemas

ya fue promovida en los sesenta en proyectos tan visionarios como la

se basan en una alta sistematización, semejante a la de los procesos

Futuro House o la Mosanto House, sin que lograran demasiado éxito;

industriales de alto rendimiento, por lo que se requiere menos mano

sin embargo, actualmente se ha recuperado y ha obtenido un gran

de obra, pero más especializada. Si el ladrillo fue un gran avance, al

impulso.

facilitar la elevación de un muro por medio de bloques previamente

Pero si hablamos de arquitectura racionalizada y alternativa respecto a

fabricados, los nuevos sistemas monolíticos plantean una revisión del

la tradicional, desde luego se ha de hacer un alto en los nuevos siste-

concepto: los bloques son de unas dimensiones formidables, de modo

mas constructivos biónicos, aún a caballo entre el pie de obra y la

que con cuatro unidades se puede constituir la pared de una habitación.

mera experimentación. Y si hablamos de nuevos sistemas constructi-

También es norma general facilitar la instalación de los componentes

vos, no debemos olvidar que éstos no pertenecen únicamente a la

de la casa, como los revestimientos. Para ello, nuevos sistemas de

arquitectura sino también a la ingeniería, donde el acero sigue hacien-

anclaje de baldosas en seco permiten, por un lado, simplificar el proce-

do su papel. Eslabones de cadenas de 500 kg de un nuevo acero garan-

so y, por otro, aumentar la versatilidad, al posibilitar su reemplazo de

tizan la seguridad en el mantenimiento de las colosales tuberías de

un modo sencillo y seguro.

extracción de gas y petróleo a partir de las FPSO (unidades flotantes

En este afán por obtener productos prefabricados para la arquitectura,

de procesamiento, almacenamiento y descarga). En otras situaciones,

se ha llegado a extender el uso de materiales que, si bien son habitua-

el acero se reinventa a sí mismo logrando de una manera macroscópica

les para otros sectores económicos e industriales, no son muy corrien-

lo que otros materiales sólo consiguen a escalas microscópicas: ser un

tes en la construcción, como los materiales inteligentes o compuestos

nanomaterial.

Metales

177 177| Construcción | Construción | Nuevos sistemas constructivos

Acero Nanobain

Micrografía electrónica de transmisión de la microestructura obtenida en Nanobain mediante transformación a 200°C.

Para lograr las elevadas propiedades mecánicas de los aceros que todos conocemos, son necesarias elevadas temperaturas y procesos de deformación muy costosos energéticamente. No obstante, el acero es probablemente el material que posee más tradición en la historia de la técnica y protagonista por derecho propio de la Revolución Industrial. Sin embargo, sería un error considerarlo un material desfasado o anclado en el pasado. Muy al contrario, los aceros son materiales muy versátiles que se reinventan cada vez para lograr volver a ser los protagonistas de tantas revoluciones científico-técnicas como se den.

En la época de la ligereza, la resistencia y la eficiencia energética, el acero renace de la mano de la nanotecnología para convertirse en un material del siglo XXI. El grupo de investigación Materalia del CENIM-CSIC, mediante un trabajo a escala nanométrica, ha logrado que las transformaciones en la estructura interna del material necesarias para mejorar las propiedades mecánicas se produzcan a bajas temperaturas. Dice el refrán que «más sabe el diablo por viejo que por diablo»; la nanotecnología nos permite dotar de esta característica a los materiales haciendo que su envejecimiento sea sinónimo de fortaleza y sabiduría. El acero Nanobain, el primer material nanoestructurado en masa, logra, por un lado, la minimización de los costes energéticos y, por otro, unas incomparables propiedades de resistencia, ductilidad y excelente tenacidad. Características que lo hacen incomparable con respecto al resto de aceros comerciales y muy útil para aplicaciones que requieran resistencia y flexibilidad, como en el blindaje de vehículos tanto civiles como militares. _ Grupo Materalia del CENIM-CSIC en colaboración con la Universidad de Cambridge en el Reino Unido

Ductilidad, %

Un material del siglo XXI

70

60 IF 50 IF 40

MILD

30

TRIP

BH C-Mn

20

Nanobain

Martensitic HSLA

10

DP, CP 0 0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4 Resistencia, GPa

Comparación de las propiedades mecánicas del acero Nanobain y otros aceros comerciales.

IF, MILD: Aceros dulces de bajo contenido en carbono con buena conformabilidad.

TRIP, DP, CP: Aceros avanzados.

BH: Acero refosforado que combina una excelente conformación con su alta resistencia.

HSLA: Aceros de alta resistencia y baja aleación.

Martensitic: Aceros Martensíticos. El acero de los cuchillos y las herramientas de corte.

Metales

179 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

Cadenas de anclaje para plataformas marinas Eslabones de 500 kg del acero más resistente Cuando Esquilo escribió Prometeo encadenado (el mito de Prometeo), lo hizo reconociendo que hace 2500 años la cadena era el componente creado por el hombre de mayor resistencia. De hecho, era irrompible. Tuvo que venir Heracles para liberar a Prometeo rompiendo las cadenas con las que Zeus le había encadenado.

Hoy, hay cadenas para atar el perro, para la bicicleta, para el amarre de un barco, para llevarlas de pulsera o incluso para retener a un prisionero. Todas ellas son una sucesión de eslabones de distintos tipos que tienen, como norma común, no sobrepasar unos cuantos gramos o quizá kilos de peso. No obstante, existen aplicaciones de escala mucho mayor, gigantescas, casi inimaginables.

Las cadenas R5 presentadas por Vicinay Cadenas garantizan la seguridad en el mantenimiento de las colosales tuberías de extracción de gas y petróleo, a la vez que constituyen los eslabones más grandes jamás fabricados: 500 kg de peso por unidad. El equipo de I + D de la empresa parece no creer que los aceros tengan límites y vuelven a situarlos en las fronteras del conocimiento, logrando resistencias mecánicas en ambiente marino no conocidas hasta el momento. Estas cadenas forman parte de una línea de fondeo para la primera unidad FPSO (unidades flotantes de procesamiento, almacenamiento y descarga) que va a trabajar en el golfo de México.

base

soldadura

Límite elástico (N / mm²)

760

760

Límite rotura (N / mm²)

1000

1000

Alargamiento

12%

NA

Estricción

50%

NA

Charpy Media (J)

58

42

Charpy (mínimo valor individual, J)

44

32

_ Vicinay Cadenas, S.A. Cadenas R5

Compuestos

Basic House Necesidades básicas en 8 m3 Nuestro hábitat se ha convertido en un escenario para el consumo en el que un número ilimitado de productos satisface una serie de necesidades creadas a partir de unas relaciones sociales complejas y difícilmente controlables. Culturas que guardan una relación más directa con su entorno demuestran que el hábitat puede ser entendido de una manera más esencial y razonable.

El proyecto de la casa básica, realizado por el diseñador Martín Ruiz de Azúa, está basado en un ensayo de Enzio Manzini, en el que se habla sobre el consumismo exagerado de nuestra era y en cómo se puede hacer atractiva una cultura de mínimos. Aprendiendo estas actitudes y utilizando la más avanzada tecnología surge la Basic House. Una morada casi inmaterial de poliéster metalizado.

Tan ligera que se hincha con una suave brisa, tan versátil que te protege tanto del frío como del calor, tan etérea que flota.

Fuente: Martín Azúa

_ Martín Azúa

181 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

182 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

Cerámicos

Compact Hàbit Nueva fórmula de vivienda que se adapta a la forma de vivir de las personas Compact Hàbit es un nuevo concepto de hogar que, mediante un sistema modular, resuelve de manera espectacular las necesidades, tanto funcionales como medioambientales, de la vivienda actual. Practicidad, confort y sostenibilidad son los cimientos de este proyecto, que se presentó en la última edición de Construmat.

Las viviendas se presentan en módulos de 40 m2, con la posibilidad de ampliarlas, como si se tratara de un rompecabezas, con módulos de 10 m2. Vienen equipadas con el mueble Compact Block, un sistema utilizado en el interiorismo naval y aeronáutico que aprovecha al máximo el espacio y permite transformar el espacio interior del habitáculo.

Fuente: Compact Hàbit S.L.

_ Compact Hàbit S.L.

Compuestos

Viga doble T Elemento estructural ligero y resistente La tendencia actual en los nuevos sistemas constructivos se encamina hacia la utilización del mayor número posible de elementos prefabricados. Últimamente, siguiendo la línea intuida en los años 60, se ha llegado a plantear módulos integrales de vivienda prefabricada, asumiéndose la arquitectura como disciplina plenamente industrializada. Esta situación conlleva la adaptación de materiales ajenos a los tradicionales en la edificación, a los nuevos métodos de construcción. Las vigas y pilares generalmente son conformadas en el material estructural por excelencia, el hormigón armado•. Sin embargo esta tendencia a la industrialización hace que entren en juego los materiales compuestos y todas sus posibilidades. Estos materiales son de uso extendido en la aeronáutica y los deportes de competición por su excelente relación entre propiedades mecánicas y ligereza. Easy Industrial Solutions se sirve de su experiencia en el sector aeronáutico para plantear una viga en doble T en plástico reforzado de fibra de carbono•.

Es de alta resistencia y bajo peso, lo cual simplifica su manipulación por parte del obrero, sin mermar la función estructural.

Fuente: Easy Industrial Solutions

_ Easy Industrial Solutions

185 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

Compuestos y polímeros

HybGrid Sistema arquitectónico estructural de geometría variable y adaptable Si bien hasta hace relativamente pocos años el desarrollo y la aplicación de tecnologías novedosas estaban prácticamente limitados a la industria bélica y, en ocasiones, a la médica, esta dinámica está cambiando. La utilización de tecnologías emergentes en todos los ámbitos de nuestra vida, se hace cada día más patente. El diseño y la arquitectura se están apropiando de los nuevos materiales y creando nuevos procesos de diseño como valor añadido para sus productos. Ejemplos como el sistema estructural arquitectónico HybGrid ponen de manifiesto esta dinámica, al aunar la tradición de la arquitectura con las posibilidades de los nuevos materiales, así como el control paramétrico por medio de software para simular movimiento o propiedades físicas. Otra de las posibilidades que plantean las nuevas tecnologías es la de asemejarse cada vez más a las propias estructuras naturales, al añadir al producto conceptos como adaptabilidad y dinamismo. Utilizando la propia elasticidad de los materiales y su rigidez, HybGrid se dota de movimiento y fortaleza estructural tal y como lo hacen las estructuras naturales.

Fuente: Sylvia Felipe y Jordi Truco. SEGV. HYBRIDa

_ Sylvia Felipe y Jordi Truco. SEGV. HYBRIDa

187 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

Cerámicos, compuestos y polímeros

Drysystem Materiales cerámicos que se instalan sin obra Con Drysystem se acaba con el tópico de que colocar cerámica es sinónimo de suciedad e incomodidad. Este producto revoluciona el sistema tradicional de colocación de baldosas, debido a su facilidad de montaje. Las piezas se encajan en seco, sin necesitar ningún tipo de adhesivo, por lo que el pavimento se puede transitar incluso durante su instalación. Esta característica además hace posible que el intercambio de piezas, ya sea por motivos estéticos o funcionales, sea muy sencillo.

Drysystem, al ser un sistema multicapa, permite ubicar distintos sustratos funcionales por debajo de la superficie cerámica, haciendo posible que el pavimento tenga nuevas propiedades (sensores, climatización, acústica, etc.)

Además, es respetuoso con la naturaleza, ya que emplea materiales de reducido impacto medioambiental y genera escasos residuos, tanto en los procesos de instalación como en mantenimiento y de-construcción, permitiendo la reutilización o el reciclaje de los suelos. _ TAU Cerámica

189 | Construción | Nuevos sistemas constructivos

190 | Construcción

La superficie de las cosas

191 | Construcción | La superficie de las cosas

y el medio que le rodea, es el lugar especializado para el intercambio de información y energía. En microorganismos más complejos, como los paramecios, esta membrana se ha ido dotando de elementos como los cilios, que permiten el desplazamiento en un medio acuoso. En otros mucho más avanzados, como los celentéreos, esta piel se ha calcificado y sirve de protección a las agresiones externas. Estos caparazones han evolucionado hasta convertirse en exoesqueletos

¿La cara es el espejo del alma?

articulados en los artrópodos o en escamas que impiden la deshidrata-

Los organismos vivos más sencillos, los unicelulares procariotas, se caracterizan por estar únicamente formados por una membrana que separa el interior valioso del exterior hostil.

Esta superficie, además de definir los límites entre el microorganismo

ción industrial ocurre algo semejante. Podemos identificar dos vías

ción de los reptiles. Al ser tan distintos los requerimientos del material que compone la superficie, la naturaleza ha ideado este sistema de especialización de capas y componentes que permite optimizar la respuesta del material según las distintas necesidades. En la producdiferenciadas: por un lado, los tratamientos superficiales en aceros y cerámicas, que dotan de un exterior duro y de un buen acabado y de un interior tenaz; por otro, la diferenciación en componentes, como la carrocería de un coche o la carcasa de una batidora, donde un componente exterior cubre, protege y embellece el mecanismo interior. Así mismo, esta piel, al ser la primera información que se ofrece, además de proteger, es el lugar donde se exponen las cualidades sensoriales del objeto artificial. Visualmente, la piel muestra una serie de informaciones: en algunas ranas tropicales, sus estridentes colores advier-

192 | Construcción | La superficie de las cosas

193 | Construcción | La superficie de las cosas

ten al depredador de su interior venenoso. En diseño, por ejemplo, un

doras hasta relojes y ordenadores e incluso camisas y otras prendas

acabado pulido en colores negros informa de la sobriedad y calidad

de ropa. El mobiliario transparente intenta, en cierto modo, liberar-

del producto, igual que una superficie blanda y de colores vivos se

nos visualmente de las prótesis que continuamente necesitamos para

orienta hacia un público infantil. La información que se muestra

vivir y nos ahogan como tentáculos. A nivel táctil, recibimos también

puede ser también precisamente lo contrario y mostrar lo que no es:

una ingente cantidad de información emitida por la piel del objeto y

los insectos palo, inmóviles sobre una rama, se hacen pasar por otra,

captada por nuestros receptores – suavidad, aspereza, temperatura,

como ocurre en los baños más modernos, en los que lavabos y baldo-

etc.–, de modo que se pueden variar las cualidades sensoriales de un

sas ofrecen una apariencia de acero inoxidable que deslumbra y, sin

material mediante una modificación de la superficie. Al pintar de

embargo, son piezas cerámicas. Estas piezas cerámicas, en lo que al

resina epoxídica transparente un metal, conseguimos calidez conser-

material se refiere, son muy semejantes a los toscos ladrillos; sin

vando la apariencia de metal. Modificando los materiales de construc-

embargo, el adecuado tratamiento superficial del esmaltado es el que

ción mediante un acumulador térmico con cambio de fase se consigue

le da esta apariencia tan dispar.

controlar la temperatura interior de los edificios de tal manera que se

El exterior protege y decora, pero también oculta; y las máscaras

mantiene casi constante la temperatura del aire en locales de oficinas

nunca son de fiar. Actualmente, en los aeropuertos hay que llevar los

y viviendas: las diferencias de temperatura entre el día y la noche

enseres personales en bolsas transparentes donde mostrar nuestras

proporcionan la sucesión periódica de fusión y solidificación, es decir,

pertenencias; este hecho lo han aprovechado los diseñadores de moda

almacenamiento y desprendimiento de calor.

para realizar bolsos de alta costura transparentes. Esta situación es

Por tanto, la superficie de las cosas actúa de membrana osmótica

extraña pero no conceptualmente nueva: desde los años sesenta, un

para el intercambio de gases, energía, sensaciones, etc. Es, en defini-

sector del diseño ha cultivado una estética de lo transparente utilizan-

tiva, un componente con un alto grado de especialización y funciona-

do como motivo ornamental el propio mecanismo interno, convenien-

lidad. Esta especialización la encontramos de forma sobresaliente en

temente protegido por una carcasa de plástico, como el policarbonato

la irregularidad de las superficies activas, como las escamas de los

o el metacrilato. Se dan ejemplos de lo más variopinto: desde calcula-

peces, que limitan la fricción con el agua y suavizan el desplazamien-

194 | Construcción | La superficie de las cosas

to. Si pensamos en las paredes de nuestra casa, creemos que la mejor opción es una superficie totalmente lisa, casi pulida, para así poder limpiarlas mejor y, sin embargo, la flor de loto se mantiene impoluta en medios fangosos gracias a su efecto «autolimpiante», que curiosamente se basa en lo contrario: su superficie es rugosa; las cualidades hidrofóbicas se las confiere el patrón de irregularidades dispuesto en toda la superficie, de modo que la gota de agua resbala arrastrando con ella la suciedad y no adhiriéndose a la superficie. Este sistema se ha conseguido imitar en pinturas autolimpiantes de efecto loto.

Una adecuada rugosidad es también aplicable a recubrimientos de fachadas y celosías para obtener un sistema dinámico de embellecimiento superficial. Mediante una superficie biocolonizable por musgos y líquenes, mimética a las rocas húmedas del bosque, que, orientadas al norte, acogen el crecimiento de vida vegetal, se logra una apariencia más «natural» a lo largo del tiempo. Pero, ¿qué tienen en común una hoja de árbol y una baldosa cerámica? A primera vista, nada; pero si tenemos en cuenta que ya existen cerámicas capaces de descontaminar el aire de los perjudiciales NOx, los principales causantes de la lluvia ácida y numerosas patologías en personas y animales, seguramente comenzaremos a replantearnos la pregunta.

195 | Construcción | La superficie de las cosas

Cerámicos

197 | Construcción | La superficie de las cosas

Bionictile® by ceracasa Cerámica descontaminante biomimética ¿Qué tienen en común una hoja de árbol y una baldosa cerámica? A primera vista, nada, a no ser que estemos ante el nuevo desarrollo BIONICTILE® by CERACASA. A partir de la observación de la estructura de las hojas vegetales se ha creado un producto biomimético capaz de descontaminar el aire de los perjudiciales NOx, los principales causantes de la lluvia ácida y numerosas patologías en personas y animales.

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno (NOx) y el SO2 emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo.

Sus efectos son negativos tanto para el medio humano como para el natural.

Por este motivo, CERACASA ha desarrollado un producto cerámico apto para la eliminación del NOx del aire del ambiente. Mediante una pieza con intersticios de ampliada superficie específica para un mejor contacto con el aire, se consigue atrapar más contaminantes sin interferir en su apariencia estéticamente lisa. El esmalte de TiO2 y otros dopantes, en contacto con la luz ultravioleta del sol, da lugar a un proceso fotocatalítico de los agentes contaminantes NOx en el que éstos se descomponen en elementos inocuos para el medio ambiente Un metro cuadrado de cerámica BIONICTILE® by CERACASA puede descontaminar hasta 85,17 mg NOx/hora del aire de una ciudad. Toda una propuesta de compromiso en la arquitectura sostenible del siglo XXI. _ Ceracasa. _ Fmc-foret _ Universidad Politécnica Valencia ITQ

Cerámicos

199 | Construcción | La superficie de las cosas

Baldosa domótica Baldosas inteligentes que controlan los mecanismos eléctricos de la casa Luces que se encienden y se apagan solas, calefacciones que se activan cuando hace frío, persianas que funcionan como autómatas…

Desde hace unos años el sueño de convertir el hogar en un espacio mucho más cómodo y adaptado a las necesidades de cada uno es una realidad. La domótica• permite que esto sea posible. Mediante la informatización de los sistemas eléctricos de una casa se puede automatizar cualquier dispositivo eléctrico.

TAU Cerámica, junto con Lartec, presenta unas baldosas cerámicas interactivas que permiten controlar las luces, la calefacción o los electrodomésticos de la cocina. TAU Cerámica es la empresa encargada del diseño y Lartec del desarrollo técnico. El sistema pone el acento en el aspecto práctico para que cada individuo pueda personalizar la configuración tanto de sus actividades domésticas como del ambiente de su vivienda. _ TAU Cerámica _ Lartec

200 | Construcción | La superficie de las cosas

Cerámicos

Kerinox Baldosas cerámicas de aspecto metálico Existe una tendencia a imitar materiales como el mármol•, la madera• o la piedra•, especialmente en el ámbito del hogar y de la construcción. Esto no es ninguna novedad, puesto que ya desde la antigüedad existía esta afición por copiar acabados. Hoy, las nuevas tecnologías permiten conseguir acabados impensables hace unos años, que confieren a los materiales nuevas propiedades y, por tanto, hacen posibles nuevas maneras de trabajar.

Vidres S.A., una empresa castellonense del sector de las fritas, los esmaltes• y los colores cerámicos, lleva apostando por los acabados metálicos de la cerámica desde el año 2000.

Ha conseguido imitar a la perfección el aspecto del acero inoxidable•, pero conservando todas las ventajas de la cerámica como buena aislante térmica y acústica. El resultado: Kerinox; de cobre•, oro• y plata•. Por su estética innovadora, encaja perfectamente en la arquitectura contemporánea. _ Vidres S.A.

Fuente: Vidres S.A.

Cerámicos

Non Slip Pavimentos cerámicos antideslizantes En ocasiones no se está dispuesto a sacrificar la estética por una mayor seguridad de quien camina y se eligen los pavimentos y acabados por su brillo, como en el caso de los mármoles• y el granito•. Algunos tratamientos superficiales, como los esmaltes• o los pulidos, pueden acarrear el riesgo de resbalar al acelerar el paso o por calzar zapatos de suela demasiado lisa. Hasta ahora, la práctica más habitual para conseguir pavimentos antideslizantes en el sector cerámico era la aplicación de granillas de granulometría gruesa que, tras el proceso de cocción, quedaban como pequeños montículos muy duros en la superficie.

Las rugosidades que creaban proporcionaban la propiedad antideslizante, pero, eso sí, con un pésimo acabado superficial y un tacto muy molesto al caminar descalzo.

Con Non Slip se ha dado con una solución para que los suelos antideslizantes no resulten tan desagradables al tacto. Presentan una superficie suave y muy agradable y pueden decorarse de distintas maneras.

Fuente: Torrecid S.A.

_ Torrecid S.A.

203 | Construcción | La superficie de las cosas

204 | Construcción | La superficie de las cosas

Cerámicos

ABS Pavimento antideslizante En el contexto de los Architectural Products de Roca Cerámica se introduce ahora una novísima aplicación al producto cerámico que destaca por sus elevadas características antideslizantes, que otros tipos de pavimentos cerámicos y no cerámicos no superan. Se llama ABS y sus principales cualidades son Adherencia, Belleza y Seguridad. El pavimiento ABS de Roca cumple las exigencias de la Clase 3 que impone el Código Técnico de la Edificación (CTE) español, aplicable sólo a las zonas de uso sanitario, docente, comercial, administrativo, aparcamientos y de pública concurrencia, quedando excluidas las zonas de uso restringido (viviendas privadas y residenciales). _ Roca Cerámica S.A.

Cerámicos

207 | Construción | La superficie de las cosas

Texturas bioconolizables Revestimientos arquitectónicos capaces de acoger vida vegetal En el año 2000, Martín Azúa realizó el proyecto Mancha Natural, en el que se pretendía observar el poder de la naturaleza. Para ello, se depositó una cerámica• muy porosa en determinados lugares del medio natural. Al cabo de un año, la cerámica estaba totalmente colonizada por musgos, líquenes y mohos: micropaisajes que evidencian la fuerza de la naturaleza para apropiarse de lo artificial.

El proyecto fue publicado en la revista Domus y formó parte de la exposición Open Borders comisariada por Droog Design.

La empresa Escofet se interesó por la experiencia y encargó un proyecto a Azúa-Moliné para desarrollar una serie de texturas para revestimientos arquitectónicos capaces de albergar vida: las texturas biocolonizables•.

Estas texturas están realizadas en cemento• y, por la manera como han sido producidas, generan unas cavidades donde una mezcla de abono y semillas líquidas propician, si el clima lo permite, que se genere vida. Se convierten así en texturas naturales que se integran en el mundo artificial de las ciudades, para que espacio verde y urbe no se conviertan en antónimos de por vida.

Fuente: Martín Azúa

_ Martín Azúa _ Gerard Moliné _ Escofet 1886 S.A.

208 | Construcción

La transparencia Juegos de luz y materia.

Uno de los ideales más poéticos de los hombres de todos los tiempos, y fuente recurrente en la literatura de ficción, ha sido el de poder atravesar las paredes, flotar, diluir los límites...

Sin embargo, una realidad física tangible nos dice que la materia es

209 | Construcción | La transparencia

impenetrable para nosotros, aunque no siempre para la luz. Como no hay una realidad universal, sino tantas como podamos percibir, podemos disolver las fronteras de la percepción y alcanzar efectos transparentes y etéreos mediante el uso de vidrios y demás materiales permeables a los rayos de luz. Esta disolución de fronteras alcanza su máximo esplendor cuando hablamos de los metamateriales. Materiales con los que se pueden lograr propiedades como la invisibilidad, la refracción negativa o la superresolución.

En las construcciones, la luz solar es aprovechable siempre y cuando haya grandes ventanales. Sin embargo, el vidrio tradicional es un mal aislante térmico, por lo cual se ha mejorado mediante capas de aire y aditivos que impiden el enfriamiento de la casa y conservan su transparencia intrínseca. No podemos vivir a cielo abierto, pues nos mojaríamos al llover y nos helaríamos en invierno; sin embargo, si el techo y las paredes fueran transparentes, podríamos disfrutar de la sensación de apertura y amplitud, bajo una eficiente protección al frío, al viento e incluso al sonido. Vidrios de última generación permiten incluso la modulación del flujo lumínico variando las condiciones cromáticas y de opacidad mediante corriente eléctrica.

Al exigirnos nuestro sistema social y laboral permanecer la mayoría del tiempo dentro de edificios o rodeados de ellos, la ligereza visual en la arquitectura es, en nuestros días, una necesidad ergonómica

210 | Construcción | La transparencia

211 | Construcción | La transparencia

más que poética. El Crystal Palace fue un hito en la arquitectura

de adentro a fuera y de fuera a dentro, en nuestra sociedad es la fibra

ligera «casi etérea» con la introducción del vidrio y el acero.

óptica (de vidrio o PMMA) la que canaliza los flujos de datos. Todos

La popularización del hormigón en el siglo XIX fue un primer logro en

podemos imaginarnos cómo, en la antigua navegación, el capitán,

el ámbito urbano al desbancar los pesados bloques de piedra y permi-

desde el puente de mando, daba órdenes a través de tubos sonoros al

tir estructuras volátiles. Sin embargo, se seguían produciendo mamo-

resto de la tripulación. Este fenómeno se producía al rebotar las

tretos de gran solidez y de implacable opacidad que creaban grandes

ondas sonoras en las paredes del tubo o corneta. Algo parecido ocurre

extensiones ciegas en la ciudad. Pero no siempre la firmeza estructu-

en las fibras ópticas, mediante las que los pulsos de luz se transmiten

ral y la resistencia al paso de la luz (la opacidad) van de la mano. El

a través del filamento, salvando esquinas y curvas, y codificando el

profuso trabajo en este campo ha dado lugar a hormigones translúci-

mensaje en sistema binario, entendido como 1, «abierto», y 0, «cerrado».

dos que son capaces de dejar pasar un foco luminoso estático o en

En la era de la información y las telecomunicaciones, la luz es el más

movimiento, lo que dota a la superficie de un gran valor añadido. El

eficiente y veloz conductor de datos y facilita las relaciones humanas,

carácter simbólico de cierta arquitectura requiere nuevos sistemas

aunque dándoles un nuevo giro de tuerca, con lo que la virtualidad y

acordes con las actuales necesidades comunicativas y estéticas. Así,

lo efímero se erigen en realidad «tangible».

nuevas fachadas ventiladas y de efecto translúcido cambian de imagen según sea de día o de noche y dotan al edificio de ligereza y adaptabilidad.

Mejoras estructurales en los vidrios, mediante la composición en delgadas láminas, y un plástico transparente muy resistente hacen que pueda utilizarse el vidrio en situaciones de seguridad, como en peldaños de escalera, grandes paredes, etc., y que se pueda alcanzar, un día cercano, la vacuidad arquitectónica del cubo de vidrio. Si en la arquitectura de vidrio la información visual viaja con total impunidad

212 | Construcción | La transparencia

Cerámicos y compuestos

HTL Hormigón translúcido Se ha acabado la época en que las fachadas eran grises y opacas: ahora la luz y la transparencia pueden ser las protagonistas de una nueva arquitectura, porque se ha desarrollado un hormigón• cargado con fibra óptica• que permite que la luz traspase su estructura. Se consigue un material con las mismas prestaciones que el hormigón armado•, pero con la capacidad de transformar los habituales muros macizos y opacos en muros translúcidos que hacen posible que la luz solar se integre en el espacio interior. Enric Ruiz Geli ha aplicado este nuevo hormigón en sus proyectos utilizando leds• para la iluminación.

Fuente: Enric Ruiz Geli – Cloud 9 S.L.

_ Enric Ruiz Geli – Cloud 9 S.L. _ Presoltec MGS-GRC

Cerámicos

215 | Construcción | La transparencia

Levedad Fachadas de porcelana translúcida La arquitectura se ha convertido en el icono representativo de las ciudades y los edificios trascienden de su mera función para convertirse en la carta de presentación de las urbes, como símbolos de prosperidad y actualidad.

El proyecto Levedad pretende dar respuestas a las singularidades que demandan los edificios contemporáneos con un revestimiento para fachadas que permite efectos cambiantes, de día y de noche.

Son piezas de porcelana translúcida• que ofrecen la posibilidad de mostrar diferentes recursos para la parte exterior e interior de las edificaciones. Por la parte vista, se muestran, por ejemplo, motivos gráficos en bajo relieve, mientras que en la cara inversa los motivos se pueden retroiluminar o bien mostrar, al anochecer, otros efectos gráficos.

Estas soluciones plásticas se ajustan a las necesidades de cada proyecto.

Fuente: Instituto de Tecnología Cerámica (ITC)

_ Área de diseño y arquitectura, Alicer.

Instituto de Tecnología Cerámica (ITC)

216 | Construcción | La transparencia

Polímeros

Maxi Clean Acabado superficial tranparente para facilitar la limpieza de la cerámica del baño Limpieza y aseo son dos conceptos que van siempre unidos. Particularmente en el baño, el espacio del hogar más íntimo, en el que nos gusta sentirnos cómodos y relajados. Al despojarnos de todas nuestras protecciones textiles necesitamos sentirnos limpios y seguros.

En esta línea, Roca Sanitario ha desarrollado un acabado superficial transparente que ayuda a repeler la suciedad y los restos de cal en las piezas cerámicas del baño. El sistema de nanopartículas se llama Maxi Clean y tiene como objetivo mantener limpio el baño por más tiempo y minimizar los esfuerzos para dejarlo impoluto. _ Roca Sanitario S.A.

Fuente: Roca Sanitario S.A.

Cerámicos

219 | Construcción | La transparencia

SGG Bioclean con SGG Cool-Lite ST Vidrio bicapa autolimpiable y de control solar Las exigencias en cuanto a las prestaciones de los materiales cada vez son mayores. En este sentido, la empresa Saint-Gobain ha desarrollado nuevos vidrios• para acristalamientos que ofrecen propiedades más allá de la estética, la seguridad o la protección. Están tratados mediante dos técnicas que les proporcionan características como la autolimpieza exterior y el control de la radiación solar. Mediante la aplicación de una capa pirolítica• de titania• (SGG Bioclean) se consigue eliminar los residuos orgánicos y de la contaminación: la luz del sol descompone la suciedad acumulada en la superficie y el agua de lluvia se encarga de arrastrarla.

Aunque no llueva siguen cumpliendo su función, puesto que la fotocatálisis• descompone la suciedad y la limpieza puede ser menos frecuente y sencilla. Gracias a esta propiedad, el vidrio ayuda a reducir el consumo de productos químicos para la limpieza. También ayuda a reducir los consumos energéticos porque controla la energía térmica solar, gracias a la capa magnetrónica• (SGG Cool-Lite ST) que lleva aplicada por la cara contraria. Además de suponer un ahorro en la climatización de los edificios en verano, estos vidrios evitan el deslumbramiento y permiten tener una luz natural satisfactoria.

Fuente: Saint-Gobain Glass Solarcontrol

_ Saint-Gobain Glass Solarcontrol

220 | Construcción

La versatilidad de los plásticos Del kitsch al diseño.

La historia de los polímeros es la historia de la humanidad. De la nueva humanidad. Si la cerámica fue definitiva en el paso del simio al hombre,

221 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

de la misma manera el plástico protagoniza un nuevo paso metafórico, de hombre a superhombre (como denominó Nietzsche a una supuesta evolución del ser humano). Los plásticos nacen de la necesidad de emular materiales naturales que, bien por escasez y alto precio o bien porque la naturaleza no puede asegurar su homogeneidad, es preciso sintetizar y de los cuales hay que asegurar un suministro constante y económico. Los polímeros son considerados artificiales en el sentido más peyorativo y, en cambio, basta con observar su composición química para observar que sus moléculas son muy similares a nuestra piel o a la madera de los árboles: fundamentalmente, carbono e hidrógeno.

Este fatal origen basado en la imitación que, como cualquier plagio del original, no pasa de burdo, los ha perseguido a lo largo de la breve historia de su desarrollo. Quizás si en su momento los polímeros, como los acetatos, no se hubieran inventado para imitar al marfil o a otras materias, se habrían desecho de este lastre y no tendrían que ser comparados, sino valorados en sí mismos. Como actualmente queda cada vez más demostrado, la independencia absoluta de los polímeros y sus excepcionales y contradictorias propiedades hacen que sean una de las familias de materiales más sorprendentes y mágicas de las descubiertas hasta ahora.

En épocas remotas, lo primero que se pudo moldear fueron las arcillas.

Posteriormente, con el fuego, algunos metales fueron convertidos en armas y utensilios. Con el tiempo se crearon otros materiales moldea-

222 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

223 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

bles: vidrio, cemento, caucho, etc. Desde mediados del siglo XIX, quí-

aditivos, hace que las posibilidades estéticas sean casi ilimitadas inclu-

micos, físicos e ingenieros trabajaron para crear una gran cantidad de

so para artículos de alta calidad. Los acabados en plástico han conse-

sustancias orgánicas, llamadas plásticos, moldeables por diversos

guido desprenderse del apelativo kitsch para encumbrarse en las más

procesos industriales como la inyección, el soplado o la extrusión. Los

altas esferas del diseño.

primeros plásticos moldeados tenían apariencia de baja calidad, con

Los termoplásticos, al poder ser ablandados y refundidos durante un

mal acabado y tacto, eran débiles y de colores chillones que parecían

gran número de ciclos, facilitan su reciclado y, por consiguiente, la

decir que se trataba de algo barato y tóxico. Sin embargo, la versatili-

posibilidad de usar, en nuevas piezas, plásticos reciclados. El plástico

dad del proceso de la inyección ya se podía intuir. Se fundamenta en un

reciclado puede ser o bien muy refinado, pudiéndose inyectar piezas de

principio muy básico: ablandar el plástico e introducirlo en una cavidad

similares propiedades y apariencia que las de material virgen, o bien el

a mucha presión. De este modo, se pueden llenar muy rápidamente

procedente de diversos orígenes, generalmente residuos urbanos (plás-

moldes de una geometría compleja, lo cual supone un filón para la

tico mix). En estos nuevos materiales reciclados, los diseñadores poco

productividad: tiradas de miles de piezas en pocas horas y, por tanto,

a poco van encontrando un nuevo filón donde cada pieza posee unas

tiradas finales de millones de piezas que amortizan rápidamente la

irregularidades estéticas, fruto de la mezcla, que confieren cierta perso-

inversión realizada en el proyecto. La consolidación de este medio de

nalidad y unicidad al resultado, junto al valor añadido de ser un produc-

producción ha hecho que se logren unos índices de productividad

to verde. Por otro lado, la tradición en los plásticos de imitar otras

jamás conocidos y unos acabados excelentes: dignos del meticuloso

materias normalmente ha dado como resultado acabados toscos. En

trabajo del tradicional artesano (salvando las distancias).

cambio, en la actualidad se consiguen acabados de emulación de una

Efectos como los perlados o las iridiscencias, en un principio pensados

calidad tal que no es posible diferenciar a simple vista el material origi-

para la bisutería, son extensibles a todo tipo de carcasas, y se consi-

nal del imitado. Se consigue que conduzcan la electricidad, que generen

guen acabados superficiales muy interesantes para una gran diversidad

energía, que iluminen y que se transformen cambiando de forma, de

de productos. Así mismo, la posibilidad de transferir perfectamente

color o de propiedades. Se han convertido en materiales funcionales,

todo tipo de texturas a las piezas moldeadas, junto con una infinidad de

tecnológicamente avanzados y con mucho horizonte por conquistar.

Polímeros y compuestos 224 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

225 | Construcción | La versatilidad de los plásticos Polímeros

SPM compositec “Quitamiedos” flexible que reduce los efectos de la siniestralidad en los accidentes de moto El 60 % de los motoristas que tienen un accidente contra las barreras de protección sufren alguna amputación provocada por los propios guardarraíles. Esto es debido a que ni los materiales ni el diseño son los adecuados para minimizar los daños sufridos en caso de impacto. Sólo en el año 2000, más de setecientas personas perdieron la vida en uno de los más de cuatrocientos mil que hay instalados en toda España y más de diez mil resultaron heridos por causa directa de los soportes de la barrera, que actúan como cuchillas (provocan lesiones medulares y amputaciones); conviene recordar que a partir de 20 km/h es posible provocar una amputación instantánea de una sección de miembro con posibilidad de muerte. En un principio, su función es la de evitar que salgan los vehículos de la calzada en una hipotética pérdida de control, pero al mismo tiempo se convierten en verdaderas armas contra motoristas y ciclistas.

Con el propósito de garantizar una mayor seguridad en la carretera, Tecnivial ha desarrollado unas barreras protectoras flexibles empleando la tecnología de fabricación de los cascos de alta competición de Moto GP y F1 en material composite de resinas reforzadas con fibra de vidrio y elementos flexibles. El sistema está formado por una barrera que se fija al sistema de protección convencional mediante unos anclajes y unos discos amortiguadores que disipan la energía de impacto.

De esta manera, queda patente que la siniestralidad se logra reducir no sólo mediante campañas de educación vial, sino también mejorando el propio diseño y los materiales que se emplean en la carretera. _ Tecnivial, S.A.

226 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

Polímeros

Colección BO!NG Lavabos blandos para baños realizados en PUR El baño es un espacio donde el confort, la limpieza y la funcionalidad se han confiado, tradicionalmente y casi en exclusiva, al material cerámico•. La línea para el baño Bo!ng, desarrollada por Puntmobles, ha abierto una brecha en esta concepción. Son lavabos que se caracterizan por la sustitución del material cerámico por el polimérico•. Están realizados con poliuretano• flexible(PUR), un material que es blando y cálido, al contrario que la fría y dura cerámica. Se presentan con una amplia gama de posibilidades en cuanto a formas y colores.

Fuente: Puntmobles S.L.

_ Puntmobles S.L. _ ZYXtudio Diseño e Innovación S.L

228 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

Polímeros

Sicotan y Sicopal Pigmentos para el control del calor Sicotan• y Sicopal• son dos gamas de pigmentos elaboradas por BASF que actúan como controladores del calor. Se aplican en resinas para obtener beneficios en el aislamiento térmico, con lo que se hace posible ahorrar en el consumo energético de una vivienda. Estos pigmentos, además, actúan como material colorante para el embellecimiento de las fachadas y, por su elevada durabilidad en exposiciones a intemperie, garantizan larga vida a los recubrimientos de los que forman parte. Los aditivos• y dispersiones poliméricas• preparados por BASF se utilizan en toda una serie de productos listos para su aplicación, como pinturas, barnices para maderas•, revestimientos decorativos, pinturas para fachadas o yesos. _ BASF, The Chemical Company

Reflexión Solar

Azotea 0.03 - 0.18

Pintura Coloreada 0.15 - 0.35

Fuente: BASF, The Chemical Company

Árbol 0.25 - 0.30

Césped 0.25 - 0.30

Asfalto 0.05 - 0.20

Pintura Blanca 0.50 - 0.90

Ladrillo 0.10 - 0.35

230 | Construcción | La versatilidad de los plásticos

Polímeros y semiconductores

Proyecto EP Dispositivos fotovoltaicos moleculares de bajo coste Siempre pensamos que es una pena tirar al mar tantos litros de agua de lluvia estando en época de sequía. Algo parecido ocurre con el sol, que derrama cada año 4.000 veces la cantidad de energía precisa para abastecer todas nuestras necesidades. Es por este motivo que proliferan las investigaciones para obtener mayores cantidades de energía proveniente del sol a un coste competitivo.

Proyecto EP plantea la posibilidad de incluir sus tintas fotovoltaicas en numerosas superficies, de modo que pueda extenderse el aprovechamiento de la energía solar de bajo coste al mayor número de productos. Cuantas más superficies recolecten la energía que llueve del sol, menores problemas energéticos padeceremos en nuestro más inmediato futuro. _ Institut Català d’ Investigació Química (ICIQ)

Large Area Module Efficiencies Test Laborator y Results T

Si single crystal Si HIT single crystal Si HIT polycrystal Si polycrystal Si polycrystal CIS CdT CdTe Amorphous Si Graetzel Polymer 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

PV Module Efficiency (%)

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22

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26

233 | Transporte

232

Transporte

Por otro lado, la automoción es un paso previo al futuro. Desde la aparición de la rueda de madera hasta la levitación magnética, pasando por la rueda de caucho, la expansión del ser humano es el reflejo del desarrollo de este medio de transporte. Diferenciadores sociales desde siempre, los vehículos de transporte son el ejemplo de la multidisciplinariedad en el conocimiento, así como del uso de los materiales. Y son estos mismos materiales los que van de la mano del conocimiento, como grandes amigos. La automoción va más allá, es un bien de consumo, pero se convierte, por su peso y su evolución, en otro sector más, se desmarca a la vez que convive junto a ellos. Dando un paso más, la conquista continúa con el sector de la aeronáutica y el espacio, que representa la ligereza y la fortaleza de los materiales compuestos. Es el claro ejemplo de que la unión hace la fuerza. Es

Empezando con el sector ferroviario, la Revolución Industrial y la

una batalla dura en la que únicamente el desarrollo y la sabia aplica-

máquina de vapor lo dicen todo. El acero de las vías y la madera de

ción de los materiales puede llevar al éxito. Superaleaciones y cerámi-

las traviesas son un ejemplo de cómo lo llamado natural (madera) y lo

cas mantienen el tipo para abrir horizontes. La estrategia es clara:

artificial (acero) son semejantes, trabajan coordinadamente y lo

«hay que aliarse». Lo interesante de esta alianza es que el resultado

hacen bien. Uno se quema, el otro lo aguanta y el tren continúa su

beneficia a todos. Los materiales van al espacio y vuelven regenera-

recorrido. Desde entonces hasta hoy, este sector permanece en conti-

dos, dispuestos a ser utilizados por la amplia masa social. Sirven

nuo cambio y debate público.

como ejemplo el GPS, los pañales y hasta el horno microondas.

234 | Transporte

Propiedades específicas

235 | Transporte | Propiedades específicas

compacto que los hace duros y, por otro, un interior esponjoso casi hueco que absorbe la energía de impacto y los hace tenaces. Así, mediante una adecuada combinación, se consiguen huesos muy ligeros con una resistencia muy alta: «la naturaleza, siempre que una presión genética ha empujado hacia la ligereza y la resistencia mecánica, ha dado lugar a soluciones técnicas complejas. Nos ha brindado materiales compuestos».”1

El esfuerzo por trabajar al límite.

Mientras la naturaleza resuelve el trinomio forma, función y material

El peso medio del esqueleto de un pájaro es del 4,5 % de su masa total, el mismo que el de sus plumas. Sin embargo, los huesos que lo forman son de una fortaleza asombrosa. El secreto está en la doble composición: por un lado, un recubrimiento

muestra de ello es el desarrollo de tiendas a partir de tensoestructu-

mediante resultados ligeros y resistentes, el ser humano en ocasiones condiciona sus productos por otros factores. Echando la vista atrás nos encontramos, por ejemplo, con las sociedades nómadas. Éstas hacían de la ligereza, gala, y de la transportabilidad, virtud. Una clara ras, consistentes en estructuras de madera ligeras y desmontables, junto a pieles tensadas. Esta arquitectura efímera se debía a la inestabilidad de su residencia: el hecho de cambiar constantemente de lugar de vida implicaba la necesidad de poseer un equipaje reducido y esencial. Tótems tan importantes como las venus neolíticas eran transportados hasta cada nuevo emplazamiento, por lo que eran livianos y de pequeño tamaño. Sin embargo, más tarde se asentaron sociedades como las egipcias, a las que la firme intención de permanecer y trascender como pueblo les llevó a despreciar la ligereza en sus construc-

1

Ezio Manzini. La materia de la invención

236 | Transporte | Propiedades específicas

237 | Transporte | Propiedades específicas

ciones y símbolos, dando paso a las descomunales esfinges y pirámides a base de colosales bloques de piedra que, miles de años después,

En la actualidad, materiales como las resinas plásticas reforzadas de

perduran sin haber perdido un ápice de grandeza. El poder político y

fibras de carbono o los núcleos en panal de abeja, junto a las aleacio-

religioso se ha expresado a través del tiempo por sobredimensionados

nes ligeras de aluminio y titanio, alcanzan gran importancia en la

tronos, en los que la superioridad del monarca se simbolizaba median-

composición total de los aviones y, por extensión, en la del resto de

te el uso de materiales nobles y pesados en masa y apariencia. En

medios de transporte.

contraposición, culturas como la japonesa se han servido de ligerísi-

En el sector aeronáutico, España es motor de innovación y desarrollo,

mos y vacuos asientos-tatami, arquitectura de madera y papel de

tanto en la optimización del material como en los procesos producti-

bambú, en que el mayor elogio es hacia la sombra, por su inmateriali-

vos. El vigor y dinamismo del sector se manifiesta en cifras que ha-

dad connatural y poética.

blan de un crecimiento productivo del 40 % en la última década, así

El concepto ligereza toma otro sentido en la actualidad. A escala

como de una inversión en I + D del 14 %.2

mundial, la revolución científico-técnica vivida durante la segunda

Estos datos se reflejan en la participación española en proyectos de

mitad del siglo XX crea la tendencia hacia la obtención de resultados

gran calado tecnológico, como es el caso del Airbus 380, en el que

tecnológicamente eficientes mediante el desarrollo de materiales

piezas de gran importancia, como el estabilizador trasero, han sido

compuestos y nuevas aleaciones, ligeras y resistentes. El hombre de

desarrolladas y fabricadas en material compuesto en los centros de

la actualidad comprende que las soluciones avanzadas dependen de la

Airbus España de Getafe y el Puerto de Santa María.

sinergia entre materiales y estructuras.

Otro caso lo encontramos en la industria de la energía eólica, en la

En industrias como la aeroespacial, la prioridad en las investigaciones

que el uso de compuestos de fibra de vidrio, carbono u otros es fun-

se sitúa en la necesidad de encontrar materiales que garanticen un

damental para la realización de enormes palas de molino. Al ser más

correcto funcionamiento a la vez que alivien masa. Esta búsqueda de

grandes y livianas, se logra una mayor generación de energía. España,

lo ligero responde principalmente a factores económicos, ya que cada

líder en tecnología y uso, ha logrado avances tan importantes como la

kilogramo que se manda al espacio supone un coste de unos 23.000 €.

aplicación de nanofibras de carbono que pueden solucionar los pro-

2

Atecma. Informe Anual 2006 2006. Madrid: Atecma, 2007.

238 | Transporte | Propiedades específicas

blemas que se sufrían en invierno de congelación y ruptura de las palas. El material compuesto actúa también a favor de la eficiencia energética cuando entra en juego el factor temperatura. Actualmente, los motores de combustión interna consiguen incrementar su rendimiento gracias a una correcta colaboración entre una estructura metálica tenaz, resistente a los esfuerzos a los que es sometida, y un recubrimiento de cerámica avanzada con un alto punto de fusión y tenacidad. Del mismo modo que ocurre en la naturaleza, la eficacia en la obtención de materiales ligeros y resistentes revierte siempre en un ahorro energético muy importante y en una mejora de la funcionalidad.

239 | Transporte | Propiedades específicas

240 | Transporte | Propiedades específicas

Polímeros

241 | Transporte | Propiedades específicas

Compuestos

Luna de plástico para espejos retrovisores Reducción de costes y mejora de diseño En los últimos años, estamos asistiendo a un hecho imparable de conquista de terreno por parte de unos materiales en detrimento de otros. En el campo de la automoción, cada vez más los plásticos van sustituyendo a las piezas metálicas, ya que mediante las más innovadoras formulaciones podemos conseguir resultados que aportan mayor ligereza y economía productiva sin mermar las capacidades técnicas de las piezas. De la mano de Ficosa, los plásticos dan un paso más para «conquistar» hasta el último recoveco del automóvil entrando de lleno en las lunas y espejos. En estos años, los precios derivados del proceso productivo de las lunas reflectantes de los espejos retrovisores han sufrido un incremento muy notable que ha hecho que las ingenierías se pongan manos a la obra para adaptar el terreno a la llegada de los plásticos. Mediante un proceso más económico y más versátil como es la inyección por compresión, se pueden lograr las piezas con la curvatura deseada en un solo proceso y lograr acabados más perfectos y un proceso más eficiente. Como consecuencia, se obtiene una reducción de costes y una mejora sensible de la calidad relativa a mayores rangos de diseño, mayor ligereza y una mejora de la resistencia al impacto.

1. Inyección (tradicional o por compresión)

2. Aplicación cromado

_ Ficosa Internacional, S.A.

3. Aplicación antirrallado

242 | Transporte | Propiedades específicas

Compuestos

Cono de transición

Adaptadores de satélites

Caja de equipos

Estructura intertanques

Estructura intertanques en material compuesto Estructura de un futuro lanzador reutilizable Muchos de los esfuerzos que actualmente se realizan en el sector de la aeronáutica y el espacio están encaminados a obtener estructuras más ligeras. El peso de las estructuras se relaciona siempre con el coste que implica su lanzamiento al espacio. Así, la fabricación de estructuras avanzadas, a partir de compuestos• de matriz polimérica• con fibra de carbono•, se plantea como una de las soluciones más eficientes, ya que permite llegar a un compromiso entre resistencia y bajo peso.

Para poder colocar satélites de comunicaciones u otras aplicaciones en órbitas espaciales es necesario usar sistemas lanzadores que tengan la suficiente potencia para vencer la atracción gravitacional y situar los satélites fuera de la atmósfera. _ EADS Casa Espacio S.L.

Tuberías motores vulcain

Fuente: EADS Casa Espacio S.L.

Compuestos

245 | Transporte | Propiedades especíificas

Prototipo de estructuras ligeras de muy alta estabilidad para satélites Automatización en la aplicación de fibras Un satélite es cualquier objeto que orbita alrededor de otro, al cual se denomina principal.

Los satélites artificiales son naves espaciales puestas en órbita mediante un vehículo de lanzamiento, un tipo de cohete que sitúa una carga útil en el espacio exterior. Al igual que sucede en los lazandores, disminuir el peso de los satélites resulta de vital importancia, ya que el coste de ponerlos en órbita depende directamente de su peso. Para lograr reducirlo se utilizan materiales compuestos•. Con este hecho se relaciona el desarrollo de nuevas tecnologías para la fabricación de paneles en composites con fibras de carbono•. Su empilación se realiza de forma automática mediante el proceso Fiber Placement•. Se trata de una tecnología que automatiza la disposición de fibra de carbono u otros materiales en forma de mechas.

Fuente: EADS Casa Espacio S.L.

_ EADS Casa Espacio S.L.

Cerámicos y compuestos

247 | Transporte | Propiedades específicas

Motor de propulsión de material cerámico con nitruro de boro Construcción de un motor resistente a altas temperaturas y tenaz Los motores de propulsión eléctrica o motores iónicos• empezaron a desarrollarse en 1950 y volvieron a la actualidad a finales del siglo pasado, en pleno auge de las telecomunicaciones. Su bajo peso, sencilla configuración, gran eficiencia y reducido consumo de combustible o gas propulsor los han convertido en la alternativa para la propulsión de mantenimiento en órbita para plataformas de satélites. Al tratarse de motores que soportan altas temperaturas y contienen un plasma, deben estar fabricados con materiales como la cerámica, que es resistente en estas condiciones. Con el objetivo de conseguir una mayor tenacidad• y resistencia térmica TecnaliaAerospace ha desarrollado un compuesto cerámico con nitruro de boro• de patente propia. Este material tiene una composición que minimiza el choque térmico• y es altamente inerte a la erosión plásmica•, lo que le confiere un equilibrio perfecto entre ligereza y resistencia. _ Tecnalia-Aerospace

Fuente: Tecnalia-Aerospace

Tecnología - Compuestos

Fulmar Mini UAV Avión no tripulado de pequeñas dimensiones La vigilancia de fronteras exige controlar terrenos muy diversos y de gran extensión.

Para evitar un alto coste de infraestructuras se propone el uso de tecnologías basadas en el tratamiento digital de la imagen y reconocimiento de patrones, como los sistemas de vigilancia de vehículos aéreos no tripulados UAV (Unmanned Airborne Vehicles)•.

El método de teledetección• Fulmar está compuesto por un UAV con capacidad para recoger y transmitir imágenes de video o infrarrojo en tiempo real, una lanzadera para su despegue y la correspondiente estación de control en tierra. El pequeño avión es capaz de recorrer 800 km sin necesidad de repostar, lo cual amplia la diversidad de sus aplicaciones, como la prevención y el control de incendios o la vigilancia de costas y detección de contaminación marina. Está fabricado con materiales compuestos• ligeros y resistentes, que proporcionan una gran protección a la carga útil, con lo que se consigue una mayor eficiencia energética.

Fuente: Aerovisión Vehículos Aéreos S.L. Inasmet-Tecnalia

_ Aerovisión Vehículos Aéreos S.L. Inasmet-Tecnalia

249 | Transporte | Propiedades específicas

Compuestos

Prototipo de sección posterior de fuselaje en composites Fabricación de piezas de gran envergadura en fibra de carbono El Airbus 380 se ha convertido en el avión comercial más grande y tecnológicamente más avanzado del mundo gracias, en gran parte, a los materiales que lo componen. La compañía Airbus se comprometió a crear un avión que resultase aproximadamente un 15% más barato de poner en vuelo, con posibilidad de aumentar el número de pasajeros y recorrer mayor distancia. La solución estaba en el uso de materiales compuestos•. La sustitución del aluminio• en piezas clave de gran envergadura por un material compuesto de fibra de carbono• ha hecho posible crear un avión de tales dimensiones (70,40 m de longitud y 79,75 m de envergadura), manteniendo a la vez los requisitos de resistencia y reducción de peso. Airbus España ha sido responsable de la construcción y el diseño del 10% del modelo A380 y se ha convertido en la primera empresa del mundo en proyectar y fabricar una sección de fuselaje en material compuesto para aviones de más de 100 pasajeros. _ Airbus España S.L.

Fuente: Airbus España S.L.

251 | Transporte | Propiedades específicas

252 | Transporte | Propiedades específicas

Polímeros - compuestos - tecnología

Módulo integrado para el confort en el transporte aéreo Nuevo concepto para viajes de larga distancia La innovación tecnológica en el sector aeroespacial es uno de los puntales de la I + D desarrollada tanto por empresas como por universidades en nuestro país.

Cada vez más se apuesta por la ligereza y la resistencia como clave de la competitividad en el desarrollo de materiales compuestos de última generación y aleaciones metálicas de alta tecnología. Sin embargo, las investigaciones en el sector no sólo quedan en el «chasis» del avión, sino que también traspasan las fronteras de la mera estructuralidad y fabricación, y se adentran en los interiores ofreciendo nuevas posibilidades a los pasajeros.

La empresa Rücker Lypsa ha desarrollado en su departamento de diseño avanzado un nuevo concepto en el que se aúna la ingeniería y el diseño con un denominador común: el confort declinado en espacio.

De la mano de nuevos polímeros y materiales compuestos, proponen la línea CareClass como valor añadido al transporte aéreo exclusivo.

Esta novedosa línea de productos ofrece intimidad, cuidados y descanso a los viajeros.

En primer lugar, mediante una pantalla de gran ligereza visual y versatilidad, se pueden crear ambientes distinguidos, dependiendo de las necesidades de los pasajeros, a quienes se les permite aislarse del pasillo o bien poder interactuar con el resto de la tripulación y tener una mejor perspectiva hacia la cabina.

Así pues, se puede afirmar que la calidad del espacio ofrecido, de los materiales y de las condiciones de confort es la característica principal de CareClass. _ Rücker Lypsa.

254 | Transporte | Propiedades específicas

Cerámicos y compuestos

Aerogel Material sólido ultraligero El éter• es en la filosofía aristotélica el quinto elemento, componente esencial del mundo supralunar, es decir, ese elemento esencial que es el vacío, infinitamente ligero y de propiedades extraordinarias. Gracias a una apuesta entre científicos, nació en los años 30 una asombrosa sustancia: el aerogel•. La podríamos considerar una espuma• en la cual la cantidad de aire es de entre el 90 y el 99%, por lo que su densidad no llega a tres veces la del aire, mientras que su resistencia al impacto es de 1.000 veces su propio peso. A estas características une, además, unas excelentes propiedades de aislamiento térmico y acústico. Las inmejorables propiedades específicas de este fantasmagórico material hacen que sus aplicaciones como aislamiento ligero en aeronáutica y construcción y como protección a los impactos en parachoques sean opciones muy interesante en el futuro. _ Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Fuente: ICMAB-CSIC

256 | Transporte

La miniaturización La esencia, siempre en frasco pequeño se guarda. El veneno, también Uno de los rasgos definitorios de la capacidad técnica del ser humano lo encontramos en la progresiva reducción del tamaño de las máquinas y

257 | Transporte | La miniaturización

el aumento de su precisión. El paso de los tajadores paleolíticos (cantos rodados con dos o tres tallas) a las puntas microlíticas (pequeñas piezas de sílex escrupulosamente talladas) es definitivo en la consolidación de la capacidad para el pensamiento técnico o, incluso, es su propio origen.

En los primeros utensilios, los tajadores, la funcionalidad residía en un principio simple y directo: para romper un hueso de un animal, cuanto más pesada sea la piedra, más fuerza conseguirá por la inercia y, por tanto, más efectivo será el golpe. El hito en las puntas microlíticas reside en la especialización de las meticulosas tallas, las cuales mejoran la usabilidad de la herramienta, junto a su pequeño tamaño.

Entre las muchedumbres de todos los tiempos siempre ha habido cerebros que se han entregado a la consecución de máquinas y técnicas más eficientes que mejoren la vida de sus congéneres, generalmente guiados por la necesidad de alcanzar nuevas funcionalidades y hacer más llevadero el duro trabajo del día a día. El gran hito que supuso la invención de la máquina de vapor está directamente relacionado con la posibilidad de sustituir la fuerza del animal por la de la máquina y la posibilidad de transportar este motor de potencia. Inmediatamente aparece el automóvil. Contemporáneamente se comienza a controlar a ese «extraño fluido» que era el de los electrones y aparece el motor eléctrico. A partir de aquí, la vecina revolución científico-

258 | Transporte | La miniaturización

259 | Transporte | La miniaturización

técnica ya se intuye y, cómo no, irá encaminada a miniaturizar en la

de átomos muy pequeña, en los que el comportamiento de la materia

medida de lo posible toda la ingeniería y, en especial, la electrónica.

ya no se rige por las leyes de la física clásica, sino por otras, denomi-

Las primeras computadoras de válvulas, a principios del siglo XX,

nadas leyes cuánticas. Ya predijo el cofundador de Intel, Gordon

ocupaban habitaciones enteras. En relativamente poco tiempo apare-

Moore, en 1965, que el número de transistores en un chip (su poder

cieron los semiconductores y, con ellos, los transistores. La progresi-

de computación) se doblaría cada dieciocho meses, algo que efectiva-

va miniaturización de estos componentes dio lugar a la concentración

mente ha ocurrido. De esta manera, hemos llegado al punto de que el

de multitud de ellos en dispositivos llamados chips. A partir de ese

silicio se queda grande y los nuevos desarrollos se encaminan a la

momento, la carrera por lograr disminuir su tamaño hasta el infinito y

experimentación con nanotubos de carbono, mucho más pequeños

a la vez conseguir el aumento, también hasta el infinito, de su capaci-

(miles de veces menores que un cabello) y mucho más eficientes. La

dad de procesar continúa; esta tendencia ha sido la tónica en la evolu-

miniaturización de las antenas es también un tema importante para

ción de la electrónica de las últimas décadas.

reducir el impacto visual y mejorar su efectividad. La tecnología

La primera computadora, fechada en 1948, era capaz de realizar cinco

fractal, surgida y desarrollada íntegramente en España, permite redu-

mil operaciones aritméticas por segundo. En la actualidad, el Mare

cir drásticamente el tamaño de las antenas tradicionales, sustituyen-

Nostrum, ubicado en Barcelona, es capaz de alcanzar los 42 billones

do la antena de palo actual de los automóviles por un sistema basado

de operaciones por segundo. Las 18.000 válvulas de la primera com-

en circuitos impresos miniaturizados que pueden integrarse en com-

putadora ocupaban el espacio del sótano de una universidad america-

ponentes ya existentes en el vehículo, como retrovisores o cubiertas

na. En 1985, los chips medían un micrómetro de ancho (una milésima

de plástico. Esta tecnología permite también integrar varios servicios

de milímetro) y tenían la capacidad de realizar varios cientos de millo-

telemáticos (radio, GPS y telefonía) en una sola antena, con la consi-

nes de operaciones. En 1995, con el primer Pentium, las dimensiones

guiente optimización de las comunicaciones. Por supuesto, es tam-

volvieron a caer hasta el tercio de micrómetro. En nuestros días, las

bién extrapolable a los repetidores de telefonía, que por su gran tama-

dificultades para seguir miniaturizando se encuentran en el propio

ño son un importante estorbo visual.

material, ya que hablamos de nanochips compuestos por una cantidad

Las trepidantes evoluciones de la ciencia de los materiales y de la

260 | Transporte | La miniaturización

electrónica están logrando resultados verdaderamente increíbles, paralelamente al silicio, como la posibilidad de hacer que un polímero sea conductor. Así, a partir de delgadas láminas poliméricas semiconductoras, se puede extender el uso de sensores y chips a dispositivos flexibles, lo que diversifica ostensiblemente su usabilidad. Pueden ser integrados en tejidos o en aplicaciones biomédicas, donde estas láminas flexibles permiten medir la tensión ejercida por una persona al sentarse al poderse adaptar perfectamente a las superficies blandas del cuerpo y la silla.

Ciertamente, nos quedamos perplejos ante la magnífica conductividad del carbono al estudiar máquinas de sólo unos pocos átomos de tamaño o plásticos que conducen la electricidad. Y, sobre todo, ante las posibilidades de la luz: las nuevas investigaciones logran llevar al máximo exponente el concepto de miniaturización y desmaterialización de la tecnología al conseguir que las partículas de la luz, los fotones, ejerzan una fuerza mecánica. Estas pinzas ópticas son capaces de ejercer la suficiente presión para manipular células individualmente con total efectividad, lo cual abre un sinfín de posibilidades para la medicina. Y la historia continúa...

261 | Transporte | La miniaturización

Polímeros

263 | Transporte | La miniaturización Metales

Depósito extensible para lavaparabrisas y lavafaros Reducción de los costes de logística y de emisiones de CO2 Las piezas o productos soplados, es decir huecas por dentro, como los depósitos, tienen la problemática del transporte y el almacenaje debido al gran espacio que ocupan (la mayor parte aire). En el caso de las botellas de agua, hace años se comenzó a extender un método para no «transportar aire» en la recogida para el reciclaje, haciendo posible plegarlas una vez estuvieran vacías, aunque sin demasiado éxito. Lo que en el sector del embalaje era un concepto, en automoción se hace realidad. Los depósitos para el líquido lavaparabrisas ocupan también un excesivo volumen y hacen que el transporte sea muy poco eficiente. Ficosa, aprovechando las características de flexibilidad del polietileno, ha diseñado unos depósitos que permiten ser plegados para el transporte y extendidos en el momento de su montaje en el vehículo.

De esta manera, no sólo se logra una reducción muy importante en los elevados costes de almacenamiento, transporte y distribución, (con una muy importante reducción de las emisiones de CO2 derivadas) sino también en los asociados al desarrollo, producción y ensamblado gracias a su gran adaptabilidad.

Con el nuevo desarrollo, se llegan a almacenar en contenedores de 1m3 hasta quinientas unidades. Entre cinco y siete veces más que en los rígidos modelos anteriores. _ Ficosa Internacional, S.A.

264 | Transporte | La miniaturización

Metales

Antenas fractales Mayor eficacia en menor espacio La geometría fractal• consiste en una secuencia infinita de formas geométricas autosemejantes a diferente escala. Es la geometría mediante la que se conforma la naturaleza: al observar de cerca una ramita de un árbol advertimos que es como el árbol entero, pero en pequeño. En la última década se está extendiendo el uso de esta compleja geometría matemática para diversos usos: en las autopistas, las barreras de sonido, tradicionalmente planas, han sido sustituidas por superficies fractales que, en lugar de hacer rebotar el sonido, lo absorben. Otro ejemplo, en el que España es puntera, es el de las antenas fractales. Tradicionalmente, las antenas estaban compuestas de unas varillas que se entrecruzaban, las cuales eran muy aparatosas. Sin embargo, las actuales antenas fractales ganan en términos de eficacia y miniaturización. En comparación con las antenas recubiertas de goma• de los móviles, aumentan un 25% el rendimiento y, además, al operar con distintos anchos de banda, permiten la incorporación de diversas aplicaciones en la misma estructura. _ Ficosa International S.A.

Cerámicos, compuestos y metales

Circuitos miniaturizados para aplicaciones en satélites de telecomunicaciones Circuitos basados en tecnología MHIC• y MMIC• La revolución científico-técnica de la que todos formamos parte inevitablemente tiene mucho que ver con la capacidad de la mente humana de comprender aquella máxima que nos decían los abuelos: «el veneno, igual que lo bueno, se guarda en frasco pequeño».

La miniaturización de la ingeniería, especialmente de la electrónica, es la base de la innovación tecnológica actual. La electrónica, basada en los materiales semiconductores•, está alcanzando su techo en cuanto a máxima capacidad en el menor espacio posible, llegándose a la situación, casi absurda, de resultar que el material es más grande que el mecanismo, por lo que se requieren átomos más pequeños que permitan procesar dispositivos más pequeños aún. En este sentido, nuevos semiconductores, como los basados en carbono o en los arseniuros de galio, son los indicados para reducir el tamaño y la efectividad de la electrónica, utilizada en satélites de telecomunicaciones. _ Mier comunicaciones S.A.

267 | Transporte | La miniaturización

268 | Transporte | La miniaturización

Polímeros

Plastic Electronics Polímeros con propiedades eléctricas Hasta hace poco más de treinta años los plásticos• se consideraban aislantes. En 1977 cambió esta idea gracias al descubrimiento de que los polímeros• podían ser sintetizados para convertirlos en conductores•. La creciente investigación en este campo ha llevado a crear polímeros conductores intrínsecos, procesables como polvos, dispersiones, películas o fibras en una gran variedad de disolventes. El Centre XIT Nanomol ha desarrollado películas nanoestructuradas compuestas por dos caras: una con matriz polimérica aislante y otra con un entramado de nanocristales conductores. Uno de los sectores en el que este sistema supone un gran avance es el de la electrónica. Pero estos materiales aislantes por una cara y conductores por la otra tienen otras muchas aplicaciones, como las etiquetas inteligentes (RFID tags). Este tipo de etiquetas se usan para la identificación de mascotas, el control de equipaje en aerolíneas o sistemas antirrobo en artículos de ropa. _ Centre XIT Nanomol. Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB).

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

1µm

Fuente: Centre XIT Nanomol. ICMAB-CSIC

270 | Transporte

Aleaciones de todo y temperatura cerámica Traditio et innovatio.

Desde la aparición del hierro colado como primer material industrial, no ha llovido: ha diluviado. Hasta la década de los sesenta, hablar de

271 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

material de ingeniería era hablar de acero. Sin embargo, en nuestra sociedad de los nuevos materiales, el imparable impulso de los plásticos y compuestos hace que los metales parezcan materiales antiguos o desfasados. Sin embargo, esta supuesta crisis de la metalurgia es meramente cultural, ya que su potencial se sigue antojando incomparable e imprescindible para la práctica totalidad de los fundamentos de la ingeniería.

El actual desarrollo de la metalurgia está basado en el estudio de respuestas precisas a situaciones concretas de uso mediante el desarrollo de aleaciones específicas.

La necesidad ecológica de preservar nuestras fuentes de energía, unida a la necesidad económica de ahorrar en el uso de las mismas, hace que cada vez más se minimice el uso de materia y que ésta, a su vez, sea ligera para intentar erradicar el transporte innecesario de materiales.

Aleaciones ligeras, como las que tienen como base aluminio, magnesio o titanio con pequeñas cantidades de aleantes, pueden presentar propiedades específicas superiores a muchos aceros y demás materiales estructurales. Una situación insólita es la derivada de añadir un pequeño porcentaje de litio al aluminio: esta aleación generada aumenta notablemente su rigidez mientras que desciende su densidad. Esta cualidad hace que estas aleaciones presenten su candidatura como competencia directa a la creciente utilización de materiales compuestos de fibra de carbono, por ejemplo. De la misma manera, la obtención de aluminios de tenacidad

272 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

273 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

muy elevada ha permitido sustituir el acero colado de los motores por

ciones, las cuales evitan soldaduras y minimizan el número de piezas. La

fundiciones de aluminio que logran una valiosa reducción de la masa. La

historia del níquel no deja de ser interesante. Su nombre deriva de Ku-

tendencia a sustituir las piezas metálicas por plásticos o compuestos

pfernickel, en alemán «el diablo del cobre». En el siglo XVIII, se atribuía

hace que la industria metalúrgica se adelante a sus competidoras en su

a su presencia como impureza en el cobre la imposibilidad de trabajarlo.

mejor baza: la economía productiva. El proceso estrella en los polímeros,

A la postre, la particularidad del níquel ha dado lugar a las conocidas

la inyección, ha sido adoptado en aleaciones metálicas, como las bases

como superaleaciones, determinantes en industrias como la química o la

aluminio o magnesio, con lo que se han logrado resultados de alta com-

aeroespacial. Estas aleaciones son imprescindibles para resistir las extre-

plejidad formal en tiempos mínimos de conformado. En automoción,

mas condiciones de presión y ambientes corrosivos en elevadas tempera-

piezas de gran tamaño de magnesio inyectado, con una masa similar a las

turas. Además, estas aleaciones conservan las propiedades mecánicas a

conformadas en plástico y compuestos, resultan ser de una resistencia

estas temperaturas. Sus aplicaciones primordiales son turbinas y moto-

mecánica superior y más fáciles de fabricar.

res aeroespaciales o tuberías y bombas para la industria química. Están

La tercera aleación conocida como ligera es el titanio (llamado así en

preparadas para soportar el fuego «infernal» (como se intuye en el ori-

alusión a la fortaleza de los Titanes, hijos de Urano y Gea en la mitología

gen de su nombre, igual que en el caso del titanio). Las aleaciones metáli-

griega). En las variantes más potentes, una elevadísima dureza y la afini-

cas y las cerámicas son las dos primeras familias de materiales inventa-

dad por elementos pequeños como el hidrógeno y el oxígeno dificultan

das por el hombre y su evolución ha sido, a lo largo del tiempo, una

seriamente su conformado. Sin embargo, se da un fenómeno curioso en

carrera de fondo. De la misma manera que las cerámicas de microestruc-

el ámbito físico que facilita el procesado de estos materiales: la super-

tura amorfa dan lugar al vidrio, generalmente cristalinos, existe también

plasticidad. A una determinada temperatura y sin perder su dureza, la

la posibilidad de estructurar los metales de forma amorfa. No son trans-

aleación puede ver deformada más de quince veces su forma original, y

parentes de momento, pero los resultados son una rigidez muy alta y la

secciones diferentes pueden ser unidas por simple presión. Se comporta

ausencia de corrosión, mientras que mantienen la tenacidad. Las cerámi-

como un chicle extremadamente duro y extremadamente plástico. Más

cas, en general, se caracterizan por poseer unas propiedades antagónicas

de la mitad del motor de un avión está elaborado con este tipo de alea-

a las de los metales. En cuanto a la resistencia a temperatura y corrosión,

274 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

hemos visto cómo las nuevas aleaciones metálicas han llegado a convertirse en competencia directa de las cerámicas; sin embargo, en cuanto a tenacidad, las cerámicas no han podido hacer sombra a los metales hasta el actual desarrollo en los métodos de procesado. Rigurosos controles en el tamaño y la pureza de las partículas han dado lugar a compactos sinterizados de polvos cerámicos, en los que los defectos internos han sido ostensiblemente reducidos hasta conseguir piezas de una tenacidad comparable a la de los metales. Esta propiedad está dando lugar al procesado de motores cerámicos, muy necesarios a la hora de mejorar el rendimiento energético, directamente dependiente de la elevada temperatura de la combustión. De esta manera, además de un aumento en el rendimiento del motor, se logra también minimizar los sistemas de refrigeración anteriormente necesarios.

275 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

276 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica Metales

Hilo de contacto ranurado CuPMA Hilo de contacto para líneas ferroviarias de alta velocidad Así como el desarrollo de los viejos trenes de vapor requirió para su circulación una compleja red de «carreteras», en forma de vías ferroviarias, los ferrocarriles eléctricos requieren una red de alta tensión que les acompañe.

Entre las ventajas que introdujeron las locomotoras eléctricas cabe destacar, en primer lugar, la eliminación de las numerosas paradas que anteriormente se tenían que realizar para repostar el carbón que alimentaba las calderas: mediante la aplicación de una fuente de energía externa, como es la electricidad, se facilitó la continuidad en trayectos más largos. Esta red de alimentación energética ha de ser construida en materiales conductores de la electricidad y resistentes al desgaste producido por el continuo flujo de trenes. Para mejorar la eficiencia energética y funcional se han desarrollado nuevas aleaciones de cobre•, que mejoran las propiedades mecánicas sin mermar la conductividad eléctrica. _ La Farga Lacambra S.A.U.

Tecnología

Inyección de aluminio Tecnología de moldeo por alta presión de aleaciones de aluminio en estado semisólido La elevada competitividad en la producción de componentes de automoción hace necesaria la fabricación de grandes series para reducir los costes. El método de fabricación que mejor cumple este requisito es, sin duda, la inyección•. Son tiempos también de búsqueda de la ligereza de los componentes, por lo que los metales han de reinventarse en aleaciones• que cumplan esta condición.

Los procesos de fabricación característicos de los metales son la fundición• (colada por gravedad del material fundido) y la forja• (moldeado del material sólido a golpes), pero las aleaciones de aluminio• permiten también el procesado por el método de la inyección (introducción de material semisólido• en el molde a altas presiones). De este modo se obtienen piezas de mejor calidad que las tradicionales y a una velocidad de producción mucho mayor. _ Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL).

Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG).

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

279 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Compuestos y metales

Pintura absorbente de la radiación Basada en microhilos magnéticos En los últimos años nuestra vida diaria se ha visto afectada por transformaciones increíbles, en la denominada sociedad de la información.

Poco a poco, la tecnología de telefonía móvil GSM y otras, todavía por implantar, van generando necesidades que, si bien nos han aportado ventajas notables, también crean problemas cuya dimensión potencial es, en muchos casos, desconocida. Necesariamente, para que estas tecnologías funcionen se deben instalar antenas capaces de transmitir la información. Las antenas se sitúan dentro del núcleo urbano y proliferan por las azoteas de las ciudades. El problema reside en la radiación electromagnética que estos y otros dispositivos irradian. La comunidad científica no se acaba de poner de acuerdo sobre las medidas preventivas que hay que tomar, razón por la cual la legislación al respecto no acaba de ser clara y contundente. En este sentido, la empresa Micromag 2000 ha desarrollado una pintura capaz de absorber dicha radiación y disminuir su intensidad hasta en 30 dB. Esta pintura se adapta a multitud de materiales y permite crear estructuras de construcción para evitar la entrada de radiación en determinados espacios.

Fuente: Micromag 2000 S.L.

_ Micromag 2000 S.L.

281 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

282 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Metales

Aleaciones de magnesio Proceso de inyección• para aleaciones de magnesio El auge imparable de los plásticos y, sobre todo, de los materiales compuestos, proviene de la posibilidad de sustituir las piezas anteriormente procesadas en metales por estos materiales, mucho más ligeros. Por este motivo, las industrias de la aeronáutica y automoción han invertido en el desarrollo tecnológico y la aplicación de materiales compuestos. Sin embargo la industria de los metales se defiende ante esta reducción de su campo de acción y está realizando propuestas como la posibilidad de inyectar piezas de alta complejidad en aleaciones de magnesio•. Las piezas obtenidas son de un peso similar a las de material compuesto• de fibra de carbono•, pero con una mejora en las prestaciones mecánicas. Algunas aleaciones de magnesio, por su microestructura interna, son capaces de absorber la energía de un impacto. De este modo, las piezas inyectadas en magnesio ofrecen propiedades similares a otros metales estructurales, pero con peso de plástico•. Esta posibilidad se plantea como una opción muy interesante para la industria del transporte. _ Grupo Antolín Ingeniería

Fuente: Grupo Antolín Ingeniería

Tecnología

Processpray Hard Recubrimientos resistentes a medios agresivos

Processpray Nano/Smart Recubrimiento nanoestructurado de WC-Co obtenido mediante la técnica de alta velocidad (HVOF)

Processpray Forming Formas autosostenidas (Formings) _ Centro de Proyección Térmica (CPT)

285 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Actualmente está creciendo el número de aplicaciones de las tecnologías de recubrimiento de superficies. Entre estas tecnologías, encontramos los llamados sistemas de proyección térmica•, que consisten en el rociado térmico de piezas o superficies con una amplia gama de materiales en forma fundida o semifundida.

La proyección térmica se utiliza habitualmente para dotar al elemento recubierto de mayor resistencia al desgaste, a la corrosión, a las altas temperaturas o para recuperar piezas que presentan algún deterioro. Para rociar se utiliza una pistola que aporta energía cinética y térmica al material, por medio de una corriente de gas o aire comprimido impulsada contra la superficie a recubrir, preparada previamente. Las aplicaciones de los sistemas de proyección térmica son muy diversas y versátiles. En aeronáutica y automoción, muchos de los componentes de los vehículos se ven sometidos a esfuerzos mecánicos o químicos considerables y a elevadas temperaturas, con lo que recubrirlos mediante proyección térmica ayuda a su mejora energética y de vida en servicio.

Recubrimientos mediante proyección térmica HVOF Sustitución del cromo electrolítico por recubrimientos no contaminantes _ Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL).

Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) _ Gutmar S.A.

_ Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL). Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) _ Gutmar S.A.

_ Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL). Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) _ Gutmar S.A.

Tecnología

_ Centro de Proyección Térmica (CPT)

287 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

_ Centro de Proyección Térmica (CPT)

_ Centro de Proyección Térmica (CPT)

Cerámicos

Materiales cerámicos ultraduros electromecanizables Se aplican para disipar grandes cantidades de calor El sector de las cerámicas• tiene en nuestro país un papel destacado. Desde hace unas décadas su crecimiento ha sido espectacular, con nuevos proyectos de investigación que han hecho que los productos tengan una gran calidad tecnológica y estén en la vanguardia de la innovación. Tanto institutos de investigación como las propias empresas estudian la fabricación de composiciones cerámicas y materias primas semielaboradas que confieran a la tradicional cerámica propiedades y aplicaciones inimaginables. El Instituto Nacional del Carbón, en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ha elaborado un nuevo material cerámico• a partir de la alteración y manipulación a escala nanométrica de su estructura. Con ello se ha conseguido un material cerámico• ultraduro a partir de materiales compuestos• nanoestructurados y conductores. Esta alta conductividad eléctrica y térmica conseguida en las cerámicas las hace especialmente aptas para aplicaciones tales como materiales que requieran alta estabilidad térmica, además de poder ser electromecanizadas. _ Instituto Nacional del Carbón (INCAR).

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) _ Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

289 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Cerámicos

291 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Hileras cerámicas Componentes de cerámica técnica avanzada para la industria del cobre El cobre• es uno de los materiales más utilizados en diversos sectores industriales.

El motivo es su alta conductividad eléctrica y térmica. Otra de las características que hacen del cobre un material muy codiciado es su ductilidad•, que permite transformarlo en cables de cualquier diámetro a partir de 0,025 mm. En este proceso de fabricación se produce un desgaste en las hileras convencionales que puede provocar paradas técnicas.

La cerámica• es el material ideal para disminuir este desgaste a la temperatura de trabajo necesaria.

Cerámica Industrial Montgatina trabaja en la producción de ingeniería de cerámica técnica• avanzada para la industria del cobre mediante conformado. Las hileras cerámicas• resisten temperaturas muy altas (hasta 950 ºC), tienen una alta resistencia frente al desgaste y una rugosidad muy baja. Una diferencia muy importante respecto a hileras fabricadas de otros materiales, como metales, es que la cerámica tiene una vida útil más duradera y reduce las paradas técnicas. _ Cerámica Industrial Montgatina S.L.

Bolster Contenedor

Contramatriz Perfil Extruído

Tocho

Punzón

Disco de empuje Matriz

Anillo portamatriz

Metales

293 | Transporte | Aleaciones de todo y temperatura cerámica

Obtención de piezas metálicas por sinterizado láser Reducción de ciclos y costes para la fabricación de prototipos y piezas metálicas En el diseño de piezas siempre ha sido necesario el ensayo-error para comprobar si todos los parámetros aplicados –dimensión, función y ergonomía– cumplen los requisitos del proyecto. Este procedimiento generalmente es suficiente en procesos artesanales de fabricación. Desde hace unos años la comprobación, siempre que el proyecto lo permita, se puede realizar mediante el sinterizado por láser•, que elabora prototipos en resinas• o poliamidas•. El problema de este sistema es que las piezas nunca son funcionales, debido a la fragilidad de los materiales y al acabado.

El proyecto RC2 ha desarrollado la tecnología que permite crear piezas metálicas mediante sinterizado láser. Con ello se facilitan los ensayos de los proyectos, al poder obtener prototipos funcionales. Además, las piezas resultantes de estos procesos se pueden aplicar directamente y sustituir a las actuales piezas forjadas•.

Fuente: Subcontratación de Proyectos Aeronáuticos S.A. (SPASA)

_ Subcontratación de Proyectos Aeronáuticos S.A. (SPASA)

294 | Transporte

La memoria Almacenar y sobrevivir.

La memoria humana es la función cerebral, resultado de conexiones sinápticas entre neuronas, mediante la que el ser humano puede retener experiencias pasadas. Los recuerdos se crean cuando las neuronas integradas en un circuito refuerzan la intensidad de las sinapsis. En el resto de seres vivos, el funcionamiento de la memoria difiere, puesto que está dirigida

295 | Transporte | La memoria

casi exclusivamente a las acciones que permitan su supervivencia, alimentación, reproducción etc., dependiendo del grado de complejidad de la forma de vida.

Presente en todas las células y, por tanto, en todos los seres vivos, se halla la memoria genética, en la que se almacenan todos los datos necesarios para la formación de la célula y todas las relaciones metabólicas y con el medio que definen cada organismo. La memoria parece ser una capacidad exclusiva de los entes vivos; sin embargo, no es del todo así. Los materiales son, en general, considerados inertes: no poseen material genético ni capacidad de reproducirse, aunque sí que tienen la posibilidad de relacionarse con el medio, llegando a oxidarse, deformarse, degradarse, endurecerse, etc. ante las condiciones externas.

Existen algunos materiales, pertenecientes a todas las familias, que aún van más allá: entre ellos se encuentran tanto metales como polímeros o cerámicas, que tienen la capacidad de responder de modo reversible y controlable ante diferentes estímulos físicos o químicos externos, modificando alguna de sus propiedades. Son, por tanto, capaces de aprender y recordar: ¿quiere esto decir que están vivos?

Concretamente quiere decir que hablamos de una nueva generación de materiales denominados inteligentes, adaptativos, activos o smart.

Entre los metales, llaman la atención las aleaciones con memoria de

296 | Transporte | La memoria

297 | Transporte | La memoria

forma, las cuales cambian de forma ante un estímulo térmico o mecá-

de seguridad adaptándose perfectamente al peso y tamaño del usua-

nico. Al variar la temperatura, son capaces de recordar la geometría o

rio. Este efecto, puede ser fácilmente emulado en casa al introducir

posición para la que han sido «educadas». Esta capacidad de ser

virutas metálicas en un fluido viscoso como el aceite. Sus propiedades

adiestradas hace que sean muy útiles generando acciones en aplica-

magnetorreológicas se pueden apreciar al derramarlo y acercarle un

ciones como válvulas, sistemas de amortiguación, interruptores de

imán. El avance del «líquido» se ve frenado mientras actúe sobre él

seguridad o, en medicina, en stents cardiovasculares, alambres denta-

un campo magnético. Estos materiales dan lugar a mayores grados de

les, catéteres, etc.

miniaturización de la tecnología y a economía de medios al sustituir

El efecto memoria de forma también se da en materiales cerámicos

mecanismos por las propiedades intrínsecas del material activo. Dan

piezoeléctricos y en polímeros, aunque con particularidades respecto

lugar, asimismo, a mecanismos de enésima generación.

a los metales. Tanto en polímeros como en aleaciones metálicas con

Mientras que los materiales activos recuerdan acciones, los dispositi-

memoria de forma, se está experimentando una muy interesante

vos de memoria magnética recuerdan datos. En cierto modo, éstos

aplicación para el ecodiseño en los sistemas de conexión y desambla-

últimos están más cerca de la inteligencia humana, mientras que los

do automático. Se desarrollan fijaciones capaces de perder capacidad

anteriores están más cerca de la memoria instintiva. Los dispositivos

de sujeción bajo estímulos externos controlados, lo que facilita la

de almacenamiento y memoria magnéticos han sido y son fundamen-

separación de los componentes en la planta de reciclado.

tales para el desarrollo de la informática y de la electrónica en gene-

Otros materiales son capaces de variar sus propiedades reológicas, es

ral, lo que permite almacenar una ingente cantidad de datos en un

decir la viscosidad del fluido, bajo impulsos eléctricos o magnéticos.

espacio muy reducido y facilita, a su vez, las operaciones de cálculo

Su uso comienza a generalizarse en sistemas de amortiguación activa

del procesador. Emulan, así, las acciones cerebrales del recuerdo y el

en automoción y también en aplicaciones ortopédicas. La rigidez de

pensamiento.

los amortiguadores magnetorreológicos puede ser ajustada electróni-

Tradicionalmente, la información se almacenaba negro sobre blanco

camente miles de veces por segundo, lo que garantiza un paseo increí-

en volúmenes de papel que requerían un gran espacio y material. Las

blemente suave. De igual manera, pueden ser aplicados a cinturones

memorias electrónicas, popularizadas desde los años sesenta, están

298 | Transporte | La memoria

basadas en un patrón de orientación magnética interpretado por un cabezal y han supuesto un hito hacia la desmaterialización total, lo que permite el soporte tanto de información en textos, como de ingentes cantidades de sonido o vídeo. La última generación de dispositivos de almacenaje de datos magnéticos sigue la tendencia a la miniaturización de la electrónica y llega a trabajar a escala nanométrica gracias al diseño de modelos de orientación basados en el espín de los átomos.

299 | Transporte | La memoria

300 | Transporte | La memoria

Adaptativos

Fluidos magnetorreológicos y ferrofluidos Desarrollo de materiales sensibles a un campo magnético de alta estabilidad En la fabricación de maquinaria industrial o en el sector automovilístico se debe tener un control estricto de vibraciones. El reposo frente a la vibración ofrece mayor confort y seguridad, y mejora la vida útil del producto. Para conseguirlo, se utilizan dispositivos de amortiguamiento. Hasta ahora, los amortiguadores usaban un fluido viscoso que aprovechaba sus propiedades para contrarrestar los efectos de la vibración, pero estas propiedades eran constantes. Actualmente existe una alternativa: los amortiguadores magnetorreológicos•.

Estos dispositivos usan fluidos magnéticos• que pueden cambiar sus propiedades reológicas• a través de un estímulo magnético.

Iman

Fuente: Gaiker Centro Tecnológico

Fluido magnético

Es decir, dependiendo del campo magnético que se le aplique, se endurecen más o menos.

Así, el fluido utilizado en el amortiguador se adapta a la necesidad específica. Dependiendo del tamaño de las partículas, los fluidos magnéticos se dividen en dos grandes grupos: ferrofluidos• (orden nanométrico) y fluidos magnetorreológicos• (orden micrométrico). _ Gaiker Centro Tecnológico _ Centro de Tecnologías Electroquímicas (Cidetec) _ Universidad del País Vasco (UPV). Euskal Herriko Unibersitatea (EHU). Departamento de Electricidad y Electrónica _ Universidad de Mondragón. Departamento de Mecánica

Metales

Uniones túnel usando barreras multiferroicas Aplicación práctica de un material multiferroico en magnetoelectrónica La electrónica convencional se basa en el control del flujo de los portadores de carga eléctrica en la material (los electrones) mediante un campo eléctrico. Los lectores de la información almacenada en los discos duros de los ordenadores, algunas memorias de cámaras digitales y otros dispositivos utilizan una propiedad física fundamental que la electrónica convencional no había usado. Se trata del espín•: una pequeña brújula magnética que acompaña al electrón en su movimiento.

De la misma forma que un imán orienta la brújula, un campo magnético permite orientar los espines en una cierta dirección. La capacidad de poder controlar simultáneamente el flujo de carga y el espín ha dado lugar a una nueva ciencia y una nueva tecnología: la espintrónica•.

Los cabezales de lectura de los discos duros usan un dispositivo espintrónico (sensor GMR•) que es capaz de detectar, de forma muy sensible, los pequeños imanes (bits) en los que almacenamos la información en los discos duros. Su minúsculo tamaño y su extremada sensibilidad hacen posible el progresivo aumento de memoria de los discos y su reducción de tamaño. El siguiente paso a las GMR son las uniones túnel magnéticas•(MTJ), que no solo son cabezales de lectura aún más pequeños y sensibles, sino que además se pueden aplicar ventajosamente como memorias RAM de los ordenadores. Otro sistema que también permite este almacenaje es el de las memorias de materiales ferroeléctricos•(FeTJ). La unión de ambas propiedades, magnetismo• y ferroelectricidad•, parece ser una combinación perfecta. Los materiales que presentan esta combinación se denominan biferroicos•.

Una posible aplicación es una unión túnel

biferroica. Con ella se podría almacenar más información en el mismo dispositivo y con ello tener memorias aún más densas. La unión túnel biferroica está formada por una fina barrera (de tan solo 1 millonésima parte de milímetro) de un material ferromagnético y ferroeléctrico• (en concreto el BiMnO3), un electrodo• metálico no magnético y un electrodo analizador. _ Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

303 | Transporte | La memoria

305 | Textil

304

Textil

El sector textil nos permite realizar un viaje calmado, rodeado de seda, cuya suavidad facilita la entrada a un mundo que transforma al ser humano, lo hace fuerte, guapo y feliz. Las camisetas dan calor o frío, las medias masajean y confortan, las prendas convierten la vida en algo mucho mejor. Incluso nos protegen de la radiación.

Nuevas fibras con nuevas propiedades, funcionalización de materias textiles y desarrollo de nuevos biomateriales textiles son algunos de los retos planteados ya en este sector. Pasamos de la producción en masa al diseño a medida.

306 | Textil

307 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

Las fibras y sus posibilidades ¿El material unidimensional?

Probablemente, una de las estructuras naturales más perseguidas por la humanidad a lo largo del tiempo sea la telaraña. Las fibras de seda de araña, con una sección de una décima

de cabello, convenientemente entrecruzadas, son capaces de detener a una abeja en vuelo a 40 km/h o, lo que es lo mismo, a un Boeing 747 si el grosor del hilo fuera como la punta de un lápiz. Es la araña símbolo de hilar y tejer y, el textil, una de las primeras habilidades tecnológicas del ser humano. Dependiendo del lugar geográfico y de las necesidades, desde hace miles de años se han utilizado distintos tipos de fibras, tanto animales como vegetales –crin de caballo, lana de oveja, seda de gusanos, algodón, cáñamo, yute, pita, esparto, etc.–, para los más diversos usos. En la actualidad, se han llegado a obtener fibras de las más dispares naturalezas, siendo las más abundantes las sintéticas, tales como las de vidrio, carbono y boro, o las poliméricas de polietileno (Spectra), de poliamidas (nylon, kevlar o aramida, etc.). Y, por supuesto, las obtenidas de los metales, como el cobre y el acero.

Mediante fibras de esparto se han conseguido cuerdas y amarres, indispensables para la unión de maderas en la construcción o para la utilización de caballos y mulos como fuerzas de arrastre. Un trenzado más sofisticado ha proporcionado desde la confección de cestos muy ligeros y resistentes hasta sombreros y zapatillas, todo ello fundamental en el desarrollo de la agricultura. Las actuales fibras de carbono tejidas son básicas para el gran desarrollo de los materiales compuestos. Los hilos metálicos han sido fundamentales para el progreso de la ingeniería; por un lado, por la aceptable capacidad de conducir la elec-

308 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

309 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

tricidad del cobre, por ejemplo, y por otro, por la excelente resistencia

son de polipropileno, un plástico débil que se utiliza para fabricar bo-

a tracción de los cordones de acero, que ha permitido la fabricación de

tes de gel, barreños y, en general, para objetos sin grandes exigencias

tensores para la ingeniería de puentes, etc. Otras fibras más delicadas,

mecánicas. Sin embargo, al orientar en una sola dirección sus cadenas,

como las de lana o de algodón, han sido la base de la vestimenta y han

las propiedades son ostensiblemente superiores: al tejer estas fibras,

dado lugar a una solución como la tela, fundamental para la humani-

las cargas se distribuyen en todas las direcciones y la superficie ofrece

dad. En primer lugar, le ha permitido protegerse tanto del frío como

iguales propiedades (isotropía), llegando a soportar cargas de cientos

del calor haciendo las veces del pelo que la evolución hizo desaparecer;

de kilos.

pero también la ha dotado de elementos diferenciadores entre distintos

Si pensamos que una fibra es la orientación unidimensional de un

grupos culturales. Hoy nos encontramos con fibras y tejidos que no úni-

material, llegamos a la conclusión de que casi cualquier material puede

camente protegen del frío y del calor, sino que regulan la temperatura.

ser constituido en fibra y, por tanto, tejido. La extensa variedad de fi-

Por otro lado, las fibras tejidas no sólo han dado lugar a ropa, sino

bras da lugar a una infinidad de características diferentes en los tejidos

también a velas para los barcos, lonas para las tiendas de los pueblos

que se pueden obtener con ellas. De modo que las fibras no se limitan a

nómadas, redes para los pescadores, etc. Hoy nos encontramos con

darnos telas para vestirnos, cubrir la mesa con manteles o las ventanas

fibras tejidas con propiedades cosméticas y medicinales. Las fibras nos

con cortinas, sino que tienen un gran número de utilidades valiosísi-

cuidan.

mas para la industria. Los tejidos técnicos aprovechan los diferentes

Las fibras podrían ser consideradas un material de una sola dimensión:

orígenes y tratamientos de las fibras, sean poliméricas, metálicas o

desde el punto de vista mecánico, la extrema relación entre sección y

cerámicas, para formar tejidos exclusivamente funcionales, como son

longitud hace que no sean funcionales a compresión y, sin embargo,

las velas de los barcos, las redes de los pescadores, las gasas médicas,

sobresalgan a tracción. Esta alta anisotropía (diferencia de propieda-

los filtros o la tapicería de un coche, los aislamientos de fachadas y

des según la dirección) es debida a la orientación de las cadenas de su

telas asfálticas, los refuerzos para materiales compuestos y un sinfín

microestructura. Un ejemplo lo encontramos en los sacos utilizados

de aplicaciones que abarcan todos los sectores.

para la recogida de escombros. Las fibras que componen estos sacos

Polímeros, tejidos 310 | Textil compuestos | Las fibras y ysus posibilidades

311 | Textil | Las fibras y sus posibilidades Polímeros y tejidos

Lencería cosmética de Belcor. Serie 649 Ropa interior con propiedades para el cuidado de la piel Otra vuelta de tuerca a las versátiles propiedades de la planta parecida a un cactus que es el Aloe vera o sábila, considerada «la planta de la salud y la belleza». El jugo que emana al realizar un corte a sus hojas ha sido empleado tradicionalmente para usos médicos desde hace cinco mil años y cada vez más por la industria cosmética y de medicina natural. Esta vez aparece encapsulado en fibras de lencería desde donde se libera aportando sus propiedades regenerativas, hidratantes y nutritivas, acompañado de la acción protectora de la piel de la vitamina E contra el envejecimiento y las estrías. Tecnología y naturaleza al servicio de la moda y la salud.

Cada mujer es un mundo a la hora de escoger algo tan personal como su ropa interior. Pero en lo que todas coincidirán al buscar estas prendas es en que ofrezcan protección, elegancia y comodidad. ¿Y qué ocurriría si además le añadimos cosmética? Pues muy sencillo, encontramos la ropa íntima definitiva. Una segunda piel que, además, tiene un efecto beneficioso y reparador. La marca Belcor lo sabe bien y ha desarrollado la primera colección de ropa interior con propiedades cosméticas.

La serie 649 de Belcor aporta los beneficios cosméticos naturales que se han demostrado en el Aloe vera y la vitamina E, gracias a una nueva fibra llamada Novarel Aloe Antiox. Un reciente estudio demuestra que la hidratación de la piel aumenta un 14% tras ocho horas de uso. Además, la piel está hasta un 81% más suave, un 76 % más elástica y un 67% más hidratada al cabo de ocho días de utilización. _ Vives Vidal, VIVESA S.A.

312 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

Polímeros y tejidos

Biofibras avanzadas Biopolímeros• a partir del almidón• de subproductos agrícolas La investigación en fibras va siguiendo dos caminos en paralelo: por un lado, la dirigida a potenciar las propiedades mecánicas de la fibra y, por otro, la investigación enfocada a buscar alternativas más respetuosas con el medio. Las fibras biodegradables•, tanto vegetales como animales, se utilizan desde la antigüedad tanto para fabricar prendas para protegerse del frío como para elaborar utensilios. Partiendo de estos antecedentes, Leitat ha desarrollado un proyecto para obtener fibras del ácido poliláctico•, PLA•, material que se caracteriza por tener propiedades similares a las de otros termoplásticos•, subproductos del petróleo. Este biopolímero se degrada fácilmente en agua, ya que procede directamente de productos vegetales, y por ello se ajusta perfectamente a las necesidades del sector sanitario, en el que las prendas textiles tienen un ciclo de vida• útil muy corto. _ Centro Tecnológico Leitat

314 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

Compuestos, polímeros y tejidos

Murafil Nano Hilo de polipropileno cargado con nanofibras de carbono o nanoarcillas La funcionalidad de los tejidos depende tanto de la estructura física de los mismos como de las propiedades de los hilos utilizados en su manufactura. En este sentido, la industria textil se nutre de la total transferencia de tecnología que se da entre los diferentes sectores industriales, obteniendo como fruto innovadores acabados estéticos, nuevas funciones, etc. Un mismo tipo de fibra sintética, al ser tratada de forma diferente, es capaz de adoptar propiedades completamente distintas, haciendo que el tejido resultante pueda destinarse a distintas aplicaciones.

El equipo de I+D+i de Murtra desarrolla hilos de polipropileno aditivados• tanto con nanofibras• de carbono como con nanoarcillas•, obteniendo fibras que, aunque materialmente sean muy parecidas, permiten la confección de tejidos con propiedades muy distintas.

Las nanofibras de carbono dotan de mayor conductividad y de gran resistencia al tejido, siendo aptas para efectos de apantallamiento electromagnético•, mientras que las nanoarcillas, con sus propiedades insecticidas, son apropiadas para telas mosquiteras y luchar para evitar enfermedades como la malaria. _ Murtra Industries S.A.

1µm

Fuente: Industries Murtra S.A.

Polímeros

317 | Textil | Las fibras y sus posibilidades

Microcápsulas con materiales termorreguladores en soporte textil Microencapsulación de polímeros• Los tejidos dotados con microcápsulas termorreguladoras son capaces de absorber, mantener y liberar el calor. Esto es debido a que las microcápsulas poliméricas albergan un material de cambio de fase. Es decir, que si la temperatura se eleva por encima de la temperatura de cambio que se especifica durante su fabricación, el material se licúa• dentro de las microcápsulas y absorbe el exceso de calor. Por el contrario, si la temperatura baja, se solidifica y las cápsulas liberan su calor. De este modo se mantiene una temperatura más o menos constante. Estos tejidos son capaces de evolucionar en función de las condiciones térmicas del medio externo que los rodea. Si el medio tiene altas temperaturas, el textil provocará en el individuo sensación de frescor y, en caso contrario, le provocará sensación de calor. _ Asintec (Centro Tecnológico de Confección) _ Universidad de Castilla-La Mancha

10µm

20µm

50µm

10µm

Fuente: Asintec (Centro Tecnológico de Confección)

318 | Textil

319 | Textil | Tejidos

Tejidos Entre la protección: viento, frío, agua, llama, ondas… y la comunicación La imagen del «primer hombre» bíblico, Adán, está rápidamente asociada a la hoja de higuera que lucía a modo de vestido. Vestirse, tanto como andar, son los rasgos que distinguen a primera vista al ser humano

del resto de animales. Dejando al margen las ortodoxias históricas, el imaginario colectivo sitúa un punto de inflexión en la evolución de los homínidos que separa los considerados «monos» de los hombres: la marcha erguida y el uso de pieles de animales como ropa. Como si se rigieran por una extraña y directa proporción: a más humano, más desnudo nace y más vestido vive. Los homínidos prehumanos comprendieron su capacidad para modificar el medio y sustraer de él todo aquello que necesitaran, por lo que su adaptación no se produjo, como en el resto de especies, solamente por una serie de mutaciones genéticas (¿azarosas?), sino creando «prótesis» que les permitieran mejorar su calidad de vida. De este modo, no tener un recubrimiento de grasa y pelo no fue un impedimento para adaptarse al clima gélido de las glaciaciones, al «tomar prestada» la piel de los osos, vacas y demás animales que tenían a su alrededor.

El Homo sapiens, conforme se emancipa de mater natura, va desarrollando su mayor particularidad como especie natural, que es la cultura y la sociedad. Desde la revolución neolítica, las comunidades humanas se organizan en un complejo sistema de estratificación social y división de las tareas que implica la asunción de distintos roles por los individuos. En un principio, las diferencias determinan dos bandos: el estamento que detenta poder y el resto del pueblo. Los poderosos, que nacieron desnudos como los pobres, necesitan de sofisticados

320 | Textil | Tejidos

321 | Textil | Tejidos

vestidos y ornamentos para diferenciarse en apariencia del resto.

cuada sensación térmica. Existen también otros tipos de tejidos

Llegados a esas alturas del desarrollo técnico-social, la base del vesti-

técnicos que protegen de cortes y punciones mediante el entrecruza-

do no son ya pieles curtidas, sino tejidos. La libertad dada por la tela

miento de fibras metálicas muy resistentes. Actualmente, también

es aprovechada para la exacerbación del culto a la ornamentación

necesitamos «defendernos» de agresiones externas provenientes de

textil, los vestidos adquieren no ya sólo la función de tapar, sino

cosas no visibles, como las ondas electromagnéticas que emiten el

también la de potenciar las partes más atractivas y sugerentes de

conjunto de gadgets electrónicos de los que nos rodeamos (móviles,

ambos sexos, y no se limita a la exaltación del poder, sino que agrupa

antenas, televisiones, sistemas automatizados, etc.), para las cuales

individuos por afinidades (sin ánimo de jerarquías).

los tejidos de apantallamiento electromagnético son muy eficaces.

Lo textil abarca toda superficie, generalmente flexible, resultado del

Incluso se llega a una gran abstracción en el concepto cuando entra

entrecruzamiento de una o varias fibras o hilos mediante puntadas.

en juego la segunda acepción de tejido, que es el biológico. El campo

Por tanto, el tejido no es en sí mismo un material al que se le puedan

de la regeneración celular concierne exclusivamente a la biotecnolo-

mejorar las propiedades, sino que son tanto las fibras como las punta-

gía y a la medicina; sin embargo, existen prótesis desarrolladas por la

das las que dotan de diferentes características el resultado. Al ser tan

industria textil a base de fibras biocompatibles que permiten, por

diversos los orígenes de las distintas fibras, la retroalimentación de

ejemplo, la protección de la pared abdominal dañada, lo que facilita la

conocimientos en la investigación para la mejora de los textiles se da

integración con el tejido vivo. En el gran desarrollo tecnológico de la

entre la práctica totalidad de sectores.

industria textil de hoy en día, aparte de su gran orientación funcional,

Así, encontramos tejidos destinados a la protección térmica, como

adquiere una gran importancia la carga simbólica heredada de siglos

siempre ha ocurrido. Pero, sin embargo, no es ya la lana la opción

de tradición, de forma que la apariencia es un objetivo de primer

más óptima como barrera al frío, sino sistemas activos termorregula-

orden en las investigaciones.

dores de cambio de fase, los cuales durante el proceso tienen la capa-

Así, desde el gran conocimiento científico adquirido, se ha logrado

cidad de absorber, almacenar y liberar calor, dependiendo de las

una revalorización de un gran número de fibras naturales a base de

necesidades y reduciendo la cantidad de ropa necesaria para la ade-

piña, coco, cáñamo, etc., que llegan a sustituir en calidad y valor

322 | Textil | Tejidos

añadido a las pieles curtidas, lo que proporciona una opción mucho más sostenible. La confección de prendas biodegradables de papel o de films poliméricos provenientes de la patata, por ejemplo, incide en la gestión ecológica del producto textil al poner en juego su rápida obsolescencia, hasta lograr la máxima potenciación visual mediante sistemas electroluminiscentes, de cambio de color por temperatura, etc. La tendencia a la retroalimentación de las industrias ha llevado al sector de la moda a buscar la primicia y la calidad, no sólo en el uso de telas y pieles de animales exóticos, sino también en el desarrollo de efectos sorprendentes, funcionalidades añadidas, eficiencia en el uso y la fabricación, etc.

323 | Textil | Tejidos

324 | Textil | Tejidos

Ecológicos y polímeros

The fantastic bioplastic Chubasquero de patata Hacer productos biodegradables es a lo mínimo que deberíamos aspirar. ¡Incluso el ser humano es biodegradable! Esta máxima ha servido de inspiración para el estudio Goodforenvironment para el desarrollo de este chubasquero.

Habitualmente, este tipo de productos están realizados en plásticos derivados del petróleo, como el PVC, el cual posee un gran impacto ambiental asociado a las toxinas emitidas en su proceso de fabricación y disposición final.

Como sustituto de estos materiales sintéticos y contaminantes, se proponen polímeros basados en almidón de patata y maíz, cosidos con hilo de algodón natural, todo lo cual nos da un conjunto netamente biológico y reintroducible de forma inocua en el metabolismo biosférico una vez haya finalizado su ciclo de vida.

Además de los materiales, estos productos incluyen semillas autóctonas para favorecer la regeneración ambiental. Visto de otro modo, si el chubasquero acaba tirado en el campo accidentalmente, en lugar de un impacto contaminante estamos contribuyendo, casi sin quererlo, a que nazca una nueva planta.

Durante todo el proceso se han seguido criterios de sostenibilidad basados tanto en el uso de materiales ecológicos como de fabricación local y de baja tecnología. _ Good for Environment _ Equilicuá: productos que te hacen pensar.

Patatas

Polímeros, y tejidos Polímeros ycompuestos tejidos

327 | Textil | Tejidos

Windbarrier O 380 Protección y comodidad contra agentes ambientales peligrosos Para los trabajadores que se enfrentan cada día a condiciones extremas de frío, viento o calor o incluso al fuego, es imprescindible contar con una protección eficaz. Es necesario aunar la seguridad de los materiales técnicos con la ligereza y la adaptabilidad que permiten los tejidos. En este sentido, los polímeros de altas prestaciones como las poliamidas modificadas, Nómex® y Kevlar® y su excelente capacidad para formar hilados de alta resistencia, son el material ideal para elaborar estos escudos contra los agentes agresivos. Mediante una combinación de distintas capas que presentan un peso total de tan sólo 380 g/m2, se logran unos tejidos de excelente confort táctil, alto nivel de barrera contra el viento, el frío y el agua, así como estabilidad a la llama, aislamiento térmico y propiedades antiestáticas.

Con estos tejidos se confeccionan prendas que ofrecen una excelente protección para los equipos de emergencia militar y bomberos que luchan cada día contra las catástrofes naturales exponiéndose a incendios e inundaciones.

También es empleado en la industria eléctrica gracias a sus buenos resultados contra el peligro del arco eléctrico, la industria petrolera y, en general, en todos aquellos campos donde se hace imprescindible ofrecer al trabajador seguridad y comodidad para ejercer su labor. _ TAG Innovación, S.A, empresa del Grupo Estambril Windbarrier Concept

Polímeros y tejidos

329 | Textil | Tejidos

Desarrollo de prótesis de pared abdominal Prótesis biocompatibles antibacterianas de PP monofilamento sometido a un proceso de ionización argéntica durante su fabricación La investigación ha permitido desarrollar un nuevo material biocompatible• para las prótesis de pared abdominal, necesarias en pacientes con problemas herniarios. El material se trabaja como si fuera una fibra que se puede tejer. Está compuesto de polipropileno (PP)• monofilamento, sometido a un proceso de ionización argéntica, es decir, que la estructura de PP se aditiva con plata iónica•. Este proceso es el que ha permitido que la propia fibra tenga propiedades intrínsecas y evita que el paciente tenga reacciones alérgicas y de rechazo a la prótesis. Este biomaterial• tiene unas excelentes propiedades antibacterianas, por lo que ofrece una mayor seguridad ante las infecciones. Además, al tener un poro mayor que el de los materiales que se usan actualmente, se facilita la regeneración y crecimiento de los tejidos, lo que evita posibles molestias y dolores a largo plazo en las personas operadas de pared abdominal. _ Industrias textiles de Raschel S.A. (Interasa)

Polímeros y tejidos

Wabi Zapatos sanos y sostenibles Wabi es una palabra japonesa que proviene del verbo Wabiru (pedir perdón). Con este concepto como inspiración, y después de haber observado que la mayor parte del tiempo de nuestra vida en las ciudades lo pasamos en espacios cerrados y que, además, la mayoría de los zapatos no respetan la forma del pie, Camper ha creado un zapato natural, pensado para ser utilizado en espacios de interior (como la oficina o el hogar) y útil también para el exterior.

Es un zapato desarrollado a partir de un concepto de sencillez, y el resultado de la aplicación del sentido común para crear algo funcional y respetuoso con el entorno medioambiental. Un zapato 100% anatómico y ergonómico que ha reducido a tan sólo cuatro los procesos de producción industrial; además, al estar fabricado con un mínimo de componentes es más fácil de reciclar. Consta de tres piezas: un molde de elastómero• termoplástico (TPE• o TPU) reciclable•, una plantilla de fibra natural CocoFootbed• y un calcetín de algodón 100% orgánico y biodegradable•.

Son muchos los modelos desarrollados sobre el concepto Wabi. Entre ellos destaca el proyecto Mon, que consiste en sustituir el material tecnológico del molde o cuerpo del zapato por fibras naturales como el yute, el sisal, la hoja de plátano o de palmera. Están hechos a mano por comunidades locales de Bangladesh, Ecuador y la Península de Kola. _ Camper

Fuente: Camper

331 | Textil | Tejidos

Tejidos

333 | Textil | Tejidos

Tejido de apantallamiento electromagnético Protección a la radiación nociva Si las armaduras de metales como el acero forjado protegían a los guerreros de las agresiones de las espadas enemigas, actualmente la lucha es contra las radiaciones nocivas que nos envuelven. Para este menester, se desarrollan los tejidos técnicos de apantallamiento electromagnético•. Este efecto se consigue gracias a la incorporación de fibras metálicas a los tejidos, haciendo que estos sean conductores. Aprovechar las propiedades intrínsecas de estos materiales nos permite avanzar en el concepto de protección preventiva. Las ondas electromagnéticas, al ser producidas por los aparatos electrónicos, no sólo pueden llegar a ser nocivas para nosotros, sino también para su propio funcionamiento. Por eso es necesario aislar determinados dispositivos de interferencias producidas por las emisiones de otros. _ Cetemmsa Centro Tecnológico

334 | Textil | Tejidos

Tejidos

Tejidos de papel para prendas de moda Tejidos de celulosa como protección de la radiación cósmica En el Tíbet existe una especie de vaca llamada yak. Con su pelo se hacen todo tipo de productos textiles. Este animal vive a 4.000 m de altitud, razón por la que la naturaleza lo ha dotado de un pelo con una alta protección a la radiación cósmica. La atmósfera y la gravedad de la tierra filtran estas radiaciones, pero a esas alturas su efecto disminuye puesto que la capa es más fina. El equipo del Centre Tècnic de Filatura de Terrassa pensó que, si existía una especie animal capaz de soportar las radiaciones alfa, beta y gama, también habría un vegetal con las mismas propiedades. De esta investigación surgió el hilo que comercializa la empresa Mimcord. La materia prima no proviene del Tíbet, sino de árboles del norte de Europa y Canadá que tienen características muy similares. _ CTF Centre d’Innovació Tecnològica.

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) _ Mimcord

Polímeros y tejidos

Philippino Fiber Project Fibras naturales como alternativa para prendas de ropa y complementos de moda La palabra textil se origina del latín textiles, de texere, es decir, que puede ser tejido o de lo que se puede hacer tela o tejido. Las plantas se utilizan para protegernos y como origen de tejidos ya desde la antigüedad, cuando el hombre necesitó cubrir su cuerpo para protegerse de los factores medioambientales adversos. Primero utilizó plantas silvestres y, al descubrir que les podía sacar fibras, las cultivó y seleccionó las más adecuadas para tejerlas. A lo largo de la historia, se han ido mejorando las tecnologías y los equipos para confeccionar los tejidos, sin embargo la industria petroquímica de los plásticos• se ha impuesto en este sector en detrimento de las fibras vegetales e incluso animales. A pesar de ello, a raíz del incremento del respeto por el medioambiente, han surgido nuevas aplicaciones que involucran las nuevas tecnologías con productos naturales y biodegradables•. Esto lleva a que diseñadores como Carmen Hijosa vuelvan a los orígenes y desarrollen proyectos a partir de fibras de naturaleza vegetal, como la piña, el buntal• o el abacá•. _ Carmen Hijosa

337 | Textil | Tejidos

338 | Textil

339 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

Tejiendo la inteligencia de los materiales Función y adaptación Llegados al final de la carrera evolutiva, el gran éxito en cuanto a adaptación al medio se refiere lo constituye

la homeotermia (temperatura constante). Para lograr la temperatura corporal adecuada ha desempeñado un papel crucial un sistema inteligente de aislamiento, como es el recubrimiento de grasa superficial junto a plumas o pelo. Ambos sistemas son resultado de la doble función de la piel: protección y comunicación. Las plumas en las aves, como el pelo en los mamíferos, cumplen, en primer lugar, la función de conservar la temperatura, manteniéndola constante, independientemente del medio y, en segundo lugar, ejercen un papel muy importante en la diferenciación sexual y, por tanto, en la atracción y cortejo. En el ámbito puramente visual, dejando a un lado la exuberancia del pavo real, que es capaz de soportar varios kilos de plumas para «ligar» sólo unas cuantas veces en toda su vida, los pulpos y camaleones, más dinámicos, pueden incluso variar cromáticamente, dependiendo del lugar. Existen, en definitiva, diversos sistemas de adaptación a los diferentes estímulos del medio. Nuestro equivalente a la piel de oso, que es la ropa, tradicionalmente ha permanecido inmutable a las circunstancias que la rodeaban; pero en nuestros días la industria textil ya está plenamente decidida a poner remedio a esta situación. Existen tejidos capaces de interactuar con las condiciones de humedad y temperatura generadas por nuestro cuerpo, permitiendo la transpiración y el aislamiento cuando es necesario y favoreciendo una regulación térmica natural y dinámica: es lo que se conoce

340 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

341 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

como efecto piña, fundamentado en las piñas de los pinos, que, de-

ción, el tejido adquiere un sinfín de posibilidades: desde servir de

pendiendo de las condiciones de humedad, abren sus escamas y dejan

membrana táctil sensible para teclados o interfaces, hasta ser utiliza-

caer los piñones. También hay fundas para sofás y pantalones de

do para oír la radio. O, dando una nueva vuelta de tuerca al concepto

tejido autolimpiable, que resisten el agua sin mojarse e incluso a las

de comunicación, la ropa puede no sólo proporcionar información

manchas más duraderas, como el vino o el café, sin ensuciarse. E

estética, sino ir algo más allá de eso: puede tener la capacidad de

incluso repelentes de agentes biológicos, muy útiles tanto para pren-

alojar sensores perfectamente integrados que nos permitan, por

das hipoalergénicas en occidente como para mosquiteras que impidan

ejemplo, contar con alfombras o moquetas que nos informen de la

enfermedades tan penosas como la malaria en los países cálidos del

cantidad de personas y su posición exacta en una feria, o de los asis-

tercer mundo. Como consecuencia de la globalización del conoci-

tentes a un congreso; o se pueden obtener cortinas detectoras de

miento y la tecnología, el textil se está uniendo cada vez más íntima-

humo a la vez que retardantes de llama; o prendas que varíen de

mente al resto de industrias tomando como lazo la nanotecnología.

forma, mediante la confección de fibras con memoria de forma, que

Mediante la modificación nanométrica de las fibras que constituyen

«recuerdan» posiciones determinadas según una variación de tempe-

los tejidos, se pueden alcanzar efectos increíbles, importados de otras

ratura... En fin, el principio de un mundo de posibilidades se abre

áreas industriales como la espacial, la médica, la química, etc. Si

delante de nuestros sentidos.

pensamos que el 70 % de las superficies de contacto son textiles, podremos comprender la importancia de la transferencia de tecnología entre los distintos sectores de la investigación. Junto a los efectos naturales, como el efecto piña o loto, los tejidos conductores son fundamentales para el desarrollo y la potenciación de los llamados textiles inteligentes (también conocidos como adaptativos o funcionales). Por medio de la nanotecnología, fibras poliméricas pueden ser convertidas en conductoras variando la temperatura. En esta situa-

Tejidos

Textil electroluminiscente Tejido que se ilumina al paso de corriente Estamos acostumbrados a ver por el cine o la televisión personajes de ficción capaces de activar o iluminar algún objeto con su ropa: sería el caso de James Bond o los Cuatro Fantásticos, por ejemplo. Aquello que nos parecía imposible ya no lo es, un proyecto de Cetemmsa lo está convirtiendo en realidad: son chaquetas que se conectan al móvil y al MP3 o bolsos capaces de cargar el ordenador con energía solar.

El textil electroluminiscente es un material capaz de emitir luz al paso de corriente eléctrica. Está confeccionado mediante una cinta textil transmisora que se puede doblar y lavar.

Para generar luz dispone de una pequeña batería que se debe retirar antes de lavar la prenda. _ Cetemmsa Centro Tecnológico

343 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

344 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

Compuestos y tejidos

Tejidos inteligentes electroconductores Tejidos capaces de transportar datos y energía eléctrica La investigación sobre nuevos materiales textiles es una prioridad en casi todos los centros de investigación. En la primera mitad del siglo XX la investigación se centró en la química, las nuevas tinturas, los acabados y las nuevas fibras. Durante la segunda mitad de ese siglo, la electrónica y la ingeniería permitieron grandes avances en su maquinaria de fabricación.

Ahora toda la investigación se centra en la física y la mecánica de las fibras. Por otro lado, a partir de la miniaturización de la electrónica se han desarrollado dispositivos que se integran en los tejidos. Esta nueva práctica permite crear las llamadas prendas inteligentes o smart•, es ropa capaz de transportar datos o energía eléctrica, sin perder el confort, la ligereza y la posibilidad de limpieza. _ CTF Centre d’Innovació Tecnològica.

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

Tejidos

347 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

Textil electrocrómico Tejidos que cambian de color de forma interactiva El tejido nació tanto para protegernos de las inclemencias del tiempo como para embellecernos y diferenciarnos de los demás. Las mejores pieles protegían mejor del frío, pero, a la vez, las pieles de animales exóticos eran un claro signo segregador entre clases altas y proletariado. En nuestros días, la función simbólica del textil trasciende de la mera procedencia de la piel y de cuán exótica sea, para dar un paso más allá y jugar más profundamente con los sentidos en la era del dinamismo y de lo fugaz. Estampados y colores que aparecen y desaparecen según la temperatura inducida por electricidad o el ambiente son la nueva visión del diseño de la moda high tech. _ Cetemmsa Centro Tecnológico

off

on

Metales y tejidos

349 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

Tejidos con memoria de forma Tejidos capaces de cambiar de forma por un estímulo térmico En otoño e invierno es habitual llegar a recintos cerrados donde la temperatura aumenta considerablemente respecto al exterior, por lo que nos incomoda la ropa de abrigo. ¿Sería posible que el propio jersey se convirtiera en una camiseta de manga corta? Gracias a los materiales con memoria de forma• puede serlo. Estos materiales son capaces de aprender y recordar una o dos formas a partir de un estímulo externo. El material se educa para que, frente a un estímulo, tenga una forma y función determinada. De este modo, al aplicar temperatura, por ejemplo, se puede conseguir que un material se encoja o se expanda según el gradiente de calor. _ Fundación para la Innovación Textil de Igualada (Fitex)

frío

calor

Tejidos

Termotejido Tejido térmico transpirable El equipo técnico de Especialidades Médico Ortopédicas (EMO) ha desarrollado un nuevo material que posee las mismas cualidades que el neopreno•, pero con una gran ventaja sobre él: la transpirabilidad. Se trata del termotejido• y se utiliza para la realización de ortesis•.

Son dispositivos mecánicos destinados a corregir, estabilizar o proteger alguna parte del cuerpo dolorida o inflamada, mediante tobilleras o rodilleras. Este tejido térmico es muy adecuado para este fin porque se caracteriza por su elasticidad multidireccional, su termocompresión uniforme y, sobretodo, porque deja transpirar la piel y evita problemas con la sudoración. Está pensado para facilitar su uso y proporcionar comodidad de adaptación al paciente. Además, al ser un producto en continuo contacto con la piel, está tratado para inhibir el crecimiento de bacterias y microbios. _ Especialidades Médico Ortopédicas S.L. (EMO)

351 | Textil | Tejiendo la inteligencia de los materiales

Concurso

Los materiales han sido, a lo largo de la historia, el germen del desarrollo social y tecnológico. Desde la edad de piedra, pasando por la de los metales, hasta nuestros tiempos, son y han sido objeto de deseo y fuente de innovación. Todo ser se expande en un medio en el que fuerzas del mismo interactúan con él. Los materiales se expanden en nuestro mundo y nos permiten expandirnos a nosotros. Energía y materia están en continuo cambio hasta llegar al estado de equilibrio, el neutral, que hará que nuestro planeta sea totalmente sostenible.

«Crea! Mater» es un concurso que brinda la oportunidad de producir un nuevo material a los alumnos de las diferentes disciplinas en las que justamente el material cobra una gran importancia.

«Crea! Mater» permite a profesionales, empresas, grupos de investigación y, en general, a todos nosotros mostrar y dar a conocer aque-

Los materiales son de todos y todos los podemos crear.

llos materiales que se han desarrollado, se están desarrollando y/o aspiran a convertirse en una realidad en estos momentos.

Del resultado de todo ello, surgen nuevos materiales con voluntad de convertirse en productos al servicio de la sociedad y de la madre naturaleza.

1ª Edición 2008 Estudiantes | Ecológicos y polímeros

355 | 2ª Edición 2009 Estudiantes | Cerámicos

Cafeplast

Macrocerámica

Macetero biodegradable y nutritivo

La ceràmica porosa para un futuro más ligero

Los ganadores del primer concurso Crea!

Mater, un grupo de estudiantes de ingeniería de producto de la Escuela Elisava, nos han sorprendido con una asimilación muy certera del principio «de la cuna a la cuna» en su diseño y selección de material. Han bautizado la opción que nos presentan con el nombre de «Cafeplast». El producto es un macetero para esas plantas que necesitan un trasplante cuando adquieren un cierto tamaño o, simplemente, para plantas de interior. Para evitar el engorroso proceso de extracción del tiesto antiguo al plantarlo en el nuevo, apuestan por un contenedor biodegradable. Para este menester, el material seleccionado es el ácido poliláctico (PLA), un plástico biodegradable fácilmente conformable, ideal para este tipo de aplicación. Pero su trabajo no queda ahí, sino que, comprendiendo la importancia de favorecer la recirculación de nutrientes, no se limitan a reducir el impacto ambiental sino que entienden que el impacto, al igual que ocurre en la naturaleza, debe aportar algo beneficioso. Por este motivo, han añadido a la granza de PLA residuos de café, los cuales aportan propiedades beneficiosas a la tierra y a la planta además de un grato olor (por si se utilizan para interior). Por tanto, se logra aportar nutrientes al ciclo biológico a la vez que se reduce uno de los residuos de mayor volumen generados en la actividad hotelera: los posos de café. Basura es alimento. _ Elisava Escola Superior de Disseny Raquel Díaz Ruiz / Fernando Giner / Laia Puig www.elisava.net

Generalmente, se habla de materiales porosos cuando estos poseen una porosidad de 0,20,95. Entre otras de sus aplicaciones, destaca en la actualidad la del uso para implantes. El más utilizado es el titanio poroso, que muestra una mejora en su osteointegración. Esta característica mejora la fijación en los huesos, debido, por una parte, a la mejora del trabajo mecánico y, por otra, a la interacción directa entre los enlaces químicos y el hueso.

MACROCERÁMICA es un nuevo material que abre camino a nuevas aplicaciones y que ha sido propuesto por dos estudiantes de diseño industrial del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, campus Estado de México, desarrollado en su estancia como alumnos de intercambio en la especialidad de Diseño Industrial en la Escola Massana de Barcelona.

La construcción, el diseño industrial y el medio ambiente, sin olvidar el campo de la implantología ya comentado, se favorecerán de este nuevo material cerámico que mejora sus propiedades tradicionales, puesto que se trata de un producto aislante altamente poroso, resistente a las altas temperaturas, ligero y absorbente.

Este nuevo material nos permite dejar muy pocas restricciones a la forma. La porcelana normal en su proceso de secado y cocción se encoge entre un 20 y un 40%. Mediante este método de fabricación, se logra una buena estabilidad dimensional. Además, permite grandes capacidades para crear y manipular el material, puesto que controla el peso, la resistencia mecánica y la porosidad. _ Salvador Aztlán Tercero Martínez, Dilia Gabriela Pino García _ Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, campus Monterrey www.itesm.edu _ Escola Massana de Barcelona www.escolamassana.es

1.

2.

espuma + pasta porcelana

3.

proceso de secado

4.

1000ºC

material duro con porosidad

1ª Edición 2009 Profesionales | Polímeros y compuestos

Polipropileno reciclado y reforzado

ECOALF 1.O PVC + 50% de fibras vegetales recicladas

Polipropileno reciclado tan versátil como el virgen El banco NeoRomántico Sostenible es el resultado de la revisión del banco NeoRomántico Clásico, icono del diseño de elementos urbanos para el espacio público europeo, diseñado por Miguel Milá en 1995. Santa & Cole toma la iniciativa de implicarse medioambientalmente en la mejora del ciclo de vida de los elementos urbanos, produciendo esta nueva versión del banco Neorromántico.

Este elemento de mobiliario urbano está compuesto por una estructura con brazo de inyección de polipropileno con un 40% de fibra de vidrio, que le proporciona una gran resistencia, y listones de extrusión de PVC con un 50% de fibras vegetales recicladas.

Uno de los problemas que habitualmente presentan los plásticos reciclados está en el acabado y en la reproducibilidad de las propiedades de los mismos. Los acabados no son los deseados y las propiedades no son reproducibles al 100%, lo cual implica que el uso final de estos plásticos, en general, siempre sea infravalorado respecto al plástico virgen.

Santa & Cole revoluciona este concepto utilizando un polipropileno reciclado reforzado con fibra de vidrio para la estructura del banco NeoRomántico Sostenible. A partir de polipropileno 100% reciclado y la fibra de vidrio, se obtiene una estructura de inyección mecánica y estéticamente adecuada. La posibilidad de colorear en masa la pieza con distintos colores la hace diferenciarse de sus homólogos reciclados. El éxito del producto está en la selección de los residuos a reciclar y en las continuas mejoras en los procesos de fabricación y reciclaje de los plásticos. _ SANTA & COLE NEOSERIES, S. L. www.santacole.com

357 | 1ª Edición 2009 Profesionales | Polímeros y tejidos

Polipropileno reciclado + 40% de fibra de vidrio

El poliéster termoplástico más conocido es el PET. Como resultado del proceso de polimerización, se obtiene el PET en forma de fibra, que, en sus inicios, fue la base para la elaboración de los hilos para coser y actualmente tiene múltiples aplicaciones, como, por ejemplo, la fabricación de botellas de plástico, que anteriormente se elaboraban con PVC. En los años 50, se comenzó a emplear en forma de filme para envasar alimentos, pero la aplicación que ha significado su principal mercado ha sido la de los envases rígidos, utilizada a partir de 1976.

Estos envases que hasta hace poco tiempo eran desecho, ahora se convierten en el Ecoalf 1.0, con lo cual comienza un nuevo ciclo para un nuevo material.

Ecoalf 1.0 es un tejido ecológico diseñado y desarrollado en exclusiva por Fun & Basics, que, por primera vez, ha conseguido un material 100% reciclado y 100% reciclable, con aspecto, resistencia y flexibilidad iguales a los tejidos técnicos no reciclados y de alta calidad.

La invención es el resultado de la unión de un tejido con urdimbre y trama especiales y exclusivas, formado por dos hilos de poliéster 100% reciclado a partir de botellas de plástico PET y soporte ecológico TPE libre de PVC, unido al tejido gracias a un adhesivo ecológico. Ecoalf 1.0 presenta características únicas, con altísima calidad, iguales a las de materiales no reciclados y hasta ahora nunca obtenidas en un tejido reciclado.

Fun & Basics recicla, por cada metro de tejido, con un ancho útil de 147 centímetros, un total de 70 botellas de plástico PET de 75cl. _ Grupo Fun & Basics, S. A. www.funbasics.com

84 botellas

359 | El arte de la materia

358

El arte de la materia

El último momento histórico del acto de escribir pudo haber sucedido

Josep Perelló

alemán Friedrich Kittler me lanzaba hace bien poco estas frases en la

Profesor de la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona (UB).

Responsable del área ciencia-arte de Mater

impedido el triste deceso. Ha cogido el testimonio reinventando la

a finales de los setenta, cuando un grupo de ingenieros de Intel trazaron el primer microprocesador integrado. La evolución de la escritura como acto directo se detiene en la litografía electrónica sobre silicio después de haber pasado por el pergamino o el libro. El pensador Universidad de Amsterdam. Afortunadamente, la nanotecnología ha escritura a escalas atómicas. Kittler insistía así en el rol mediatizador pero siempre fundamental del soporte en la cultura y la creatividad.

El pensamiento – su gestación, difusión y recepción– toma forma bajo las coordenadas de un material. Recuerda la pulsión entre un ser vivo y el medio, la de un animal que se adapta pero que asimismo modifica y recrea el entorno. Parece la dualidad indivisible entre espacio-tiempo y masa que Albert Einstein formalizó para entender el universo como un todo: sin materia no hay espacio-tiempo y, si hay espacio-tiempo, se debe suponer también la existencia de materia.

Mater despierta la conciencia de los diseñadores sobre la historia y las posibilidades de los materiales que utilizan o que podrían utilizar.

La revisión obliga a ampliar la perspectiva mediante una visión altamente transdisciplinar. Considero necesario hacer un ejercicio similar con el arte. El artista puede realizar la búsqueda sin apenas limitacio-

361 | El arte de la materia

360

nes ni corsés. La tensión entre creador y material se convierte entonces en muy directa. La reflexión resulta pertinente, ahora más que nunca, en el quebrantado disperso y heterodoxo arte contemporáneo.

La práctica de nuevas técnicas o procesos y el uso de nuevos materiales constituyen cada vez más el núcleo duro de la obra. Decodificar toda esta información deviene tarea esencial para la comprensión de la huella del artista. La crítica de arte debería pues poseer un conocimiento tecnológico y científico suficiente y adecuado si quiere opinar o razonar con criterio ¿Qué sentido tiene separar la manera de pintar o el propio tamaño de los cuadros de Antoni Tàpies del pensamiento y las ideas que expresa? ¿Y las pinturas repletas de tierra seca de Miquel Barceló de las experiencias en Mali? ¿Las flores atrapadas en cera de José María Sicilia no son metáfora perfecta de fragilidad y belleza?

Ya fijados en las piezas expuestas, cuando Pere Noguera escoge el barro para trabajar, nos conduce hacia un pasado remoto, pero también hasta una cotidianidad inmediata y ecológicamente sostenible. El artista mastica así una materia fiel a los ciclos naturales del planeta.

Por otro lado, Perejaume recicla para su discurso la premonitoria frase del padre de la nanotecnología, Richard Feynman: «There is Recolocación molecular mediante moléculas de monóxido de carbono sobre cobre a temperaturas criogénicas.

El nanologotipo fue diseñado por la artista Victoria Vesna y creado por Don Eigler en el laboratorio IBM de Almaden (Silicon Valley).

Cortesía de la artista y James Gimzewski.

plenty of room at the bottom». El artista establece una vinculación entre las curvas de nivel de la encrespada orografia de los Pirineos y

363 | El arte de la materia

362

las que desvelan la rugosidad nanomètrica de las aparentemente

medio con los efectos devastadores de la bacteria sobre la biodiversi-

perfectas hojas de oro utilizadas para las tallas de santos o vírgenes

dad fluvial.

del románico. La aguja de un microscopio electrónico discurre discre-

Poner, ni que sea durante un instante, otros ojos al contemplar una

tamente como si fuera un alpinista que visita cumbres, valles o lagos.

pieza de arte resulta un ejercicio interesante. El valor de la pieza

Precisamente, Mireya Masó también fijó su atención en el mundo

aumenta con respirar la tecnología y la ciencia que esconde. Del

diminuto cuando experimentó la immensidad del paisaje antártico. La

mismo modo, el tecnólogo y el científico tampoco pueden quedar

artista residió en la base científica en 2005 durante un periodo de dos

fuera del juego pues las pistas dejadas por el artista trazan promete-

meses y de ese trabajo de campo emergió su pasión por las diato-

dores futuribles. De hecho, centros llenos de científicos como el

meas, unas algas microscópicas aún misteriosas, pero que son materia

prestigioso MIT están escuchando atentamente la voz de los artistas.

de interés desde varios campos de investigación tecnológica. Se las

Renunciar a todo este esfuerzo significa renegar de un arte completo

presenta como posibles consumidoras del excedente de C02 en la

y de una ciencia completa tal y como los concibió Leonardo da Vinci.

atmósfera y, por ello, capaces de reducir el efecto hivernadero cau-

Implica caer por vez enésima en la brecha denunciada por Charles P.

sante del cambio climático, como posibles fuentes de producción de

Snow que separa las dos culturas: la ciencia de las humanidades. En

silicio para dispositivos electrónicos o como maestras y guías para

la llamada sociedad del conocimiento, la pérdida tiene un precio que

encontrar estructuras constructivas ligeras y resistentes. Efectiva-

no podemos costear.

mente, no podemos obviar el futuro prometido de la biotecnología.

Artistas como Marta de Menezes se cuestionan los límites de estas prácticas trabajando sobre mariposas, células o material genético.

Tomando como base un cuadro de Mondrian, la bioartista cultivó sobre la pieza bacterias que ciertos laboratorios mutan genéticamente con el objetivo de limpiar los rios de tintes vertidos por la industria textil. De Menezes contrapone esta funcionalidad que recupera el

365 | El arte de la materia

364

Marta de Menezes DECON: deconstruction, decontamination, decomposition, 2007-2008.

Dos piezas de 60 x 70 cm.

Cápsula de control y cápsula de Petri con agar pigmentado y cultivo de Pseudomonas putida. La pieza parte de la experimentación con bacterias para minimizar y eliminar los vestigios de contaminación fluvial de industrias textiles.

Colección de la artista.

Perejaume Pa d’or, 2003.

Restitución fotogramétrica de 5,79 mm2 de hoja de oro.

120 x 160 cm.

Colección del artista.

(Fotografía de un detalle de la obra)

Mireya Masó

Pere Noguera

Dictyocha, 2009 Fotografía de microscopio electrónico realizada por José-Manuel Fortunyo, del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, en colaboración con Mireya Masó, de una muestra de Dictyocha antártica recogida por Mercedes Masó en la Antártida. Documento base para la realización de una reproducción a escala 1.250.000:1.

Prémer amb les dents, 1999.

Acción, DVD; 10 minutos.

Acción realizada con platos de producción industrial y arcilla cruda y húmeda, en proceso de secado.

Colección del artista.

Mater Centro de materiales del FAD

Exposición «Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria»

Dirección Junta gestora del FAD Miquel Espinet. presidente Isabel López. vicepresidenta Montserrat Arnau. secretaria Jaume de Oleza. tesorero Toni Miserachs. vocal Enric Jardí. vocal Oriol Pibernat. vocal Jon Montero. vocal Gabriel Robert. vocal Jomi Murlans. gerente

La exposición «Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria» es una de las principales actividades de divulgación que organiza Mater. Centro de Materiales del FAD, y tiene como propósito detectar, mostrar y dar a conocer la innovación y el desarrollo tecnológico a través de los materiales con ejemplos reales de aplicación realizados por empresas, profesionales, universidades y centros tecnológicos españoles. El contenido está vivo y en cada itinerancia se muestran nuevos proyectos, fruto de la permanente labor de vigilancia tecnológica que se lleva a cabo desde Mater.

Centro de Materiales del FAD.

Dirección ejecutiva Miquel Espinet Isabel López Dirección científica Javier Peña Dirección de la materialoteca Valérie Bergeron Gerencia Georgina Curto Técnico en materiales Jordi Juan Patronato del Centro de materiales Juli Capella. arquitecto Miquel Espinet. arquitecto, presidente del FAD Beth Galí. arquitecta Javier Gil. catedrático del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y vicerrector de Investigación e Innovación de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Nabil Khayyat. jefe de la División de Ciencias de la Vida y los Materiales del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) Isabel López. interiorista, vicepresidenta del FAD Ana Roig. vicedirectora del ICMAB (Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona) Javier Peña. director científico de Mater. Centro de Materiales, profesor y jefe del Área de Ciencia y Tecnología de Elisava Escola Superior de Disseny y profesor e investigador de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Ramón Úbeda. diseñador, arquitecto y periodista Alejandro Ureña. presidente de la Asociación Española de Materiales Compuestos (Aemac) y catedrático del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid Manuel Zahera. director de Promoción de la Fundación para la Innovación Tecnológica Cotec Mater, el centro de materiales del FAD entraba en funcionamiento el día 27 de noviembre de 2008. El centro fue creado por la junta gestora del FAD, que dirigió la entidad entre abril de 2005 y mayo de 2009. Integraban esta junta: Beth Galí (presidenta), Daniel Cid (vicepresidente), Rosa Llop (secretaria), Margarita Ruiz (tesorera), Mamen Domingo, Ramón Úbeda y José Luis de Vicente (vocales).

Dirección de la exposición Javier Peña Beth Galí, Ramón Úbeda (junta gestora anterior del FAD) Miquel Espinet, Isabel López Comisariado Javier Peña Responsable del área ciencia-arte Josep Perelló Diseño original del montaje BOPBAA S.L.: Iñaki Baquero, Josep Bohigas, François Boujou, Susanna Moreno, Francesc Pla Adaptación del diseño original del montaje a la versión itinerante Valérie Bergeron, Paola Calvet Grupo de expertos participantes Josep Lluís Arques. asesor del presidente de Tecnología y Gestión de Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya (FGC) Carlos Bosch. director técnico de OHL Internacional Esteban Cañibano. responsable de producto de la Fundación para la Investigación y el Desarrollo en Transporte y Energía (Cidaut) Laura Cleries. diseñadora textil senior Víctor Fabregat. director del Centro de Información Textil y de la Confección (Cityc) María Dolores Fernández. coordinadora del Programa Nacional de Materiales-PROFIT, del Ministerio de Industria. Turismo y Comercio Beth Galí. presidenta del Foment de les Arts i del Disseny (FAD) y codirectora del proyecto Mater Javier Gil. catedrático del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y vicerrector de Investigación e Innovación de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Antoni González. profesor del Máster de Packaging de Elisava Escola Superior de Disseny y sales manager de Borealis Guillem Graell. director general de la Fundación Privada Química y Textil (Funquitex) y secretario general de la Asociación Española de Productos y Fibras Químicas (Profibra) Héctor Guerrero. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)

Nabil Khayyat. jefe de la División de Ciencias de la Vida y los Materiales del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) José Mª Martínez-Val. catedrático de Termotecnia de la Escuela Técnica Superior de Ingerieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSII-UPM) y director de la Fundación para el Fomento de la Innovación Industrial (F212) Joaquim Matutano. arquitecto y director del Máster en Diseño del Espacio Interior de Elisava Escola Superior de Disseny Carmen Mijangos. coordinadora del Área de Ciencia y Tecnología de Materiales del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Juan Francisco Nebrera. presidente de la Asociación Española de Empresas del Sector Espacial (ProEspacio) Alberto de Oliveira. Departamento de Comunicación de la Asociación Nacional Empresarial de la Industria Farmacéutica (Farmaindustria) Santiago Oliver, director y responsable de las áreas de Medio Ambiente, Energías e I+D+i de la asociación Unión de Empresas Siderúrgicas (Unesid) Raquel Pelta. profesora de la Facultad de Bellas Artes de la Universitat de Barcelona (UB) y directora académica de la Escuela de Másters del Istituto Europeo di Design de Madrid (IED) Javier Peña. director científico y comisario de Mater, profesor y jefe del Área de Ciencia y Tecnología de Elisava Escola Superior de Disseny y profesor e investigador de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Josep A. Planell. director del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), profesor e investigador del Departament de Materiales i Enginyeria Metal·lúrgica de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) e investigador del CIBER de Biomateriales, Bioingeniería y Nanomedicina Joan Rieradevall. investigador del grupo SosteniPrA ICTA (Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales) y profesor del Departamento de Ingeniería Química de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Joan Torres. presidente ejecutivo de Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya (FGC) Ramón Úbeda. vocal de la junta directiva del Foment de les Arts i del Disseny (FAD) y codirector del proyecto Mater Alejandro Ureña. presidente de la Asociación Española de Materiales Compuestos (Aemac) y catedrático del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid Manuel Villén. director de I+D de OHL Internacional Andrés Zabara. director de Tecnología del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) Manuel Zahera. director de Promoción de la Fundación para la Innovación Tecnológica Cotec

Coordinación general Jordi Torrents, Georgina Curto

Libro Mater in progress. Nuevos materiales, nueva industria

Coordinación de la producción Valérie Bergeron

Edita FAD (Fomento de las Artes y del Diseño) Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

Apoyo a la coordinación de la producción Paola Calvet, Minerva Liste Montaje y producción Iniciativas y exposiciones, S.A. Iluminación La Central de Projectes, Nani Valls Textos Javier Peña, José F. López-Aguilar Textos de los proyectos Bea Hernández, José F. López-Aguilar, Míriam Martínez, Elisa Novau, Javier Peña y las empresas, los centros tecnológicos, las universidades y otras entidades que han desarrollado los diferentes proyectos Corrección y traducción de textos Ester Arana, Santi Tomàs y Fina Baqués (castellano) Carmen Mactley (inglés) Diseño gráfico Eumogràfic Maquetación Germán Algarra Fotografías Xavi Padrós y las empresas, los centros tecnológicos, las universidades y otras entidades que han desarrollado los diferentes proyectos Vídeos de los proyectos Facilitados por las empresas, los centros tecnológicos, las universidades y otras entidades que han desarrollado los diferentes proyectos Realización y edición audiovisual Enric Bach Prensa y comunicación Cristina Gosálvez, Arnau Horta

Dirección científica y edición de contenidos Javier Peña Dirección editorial Ramón Úbeda Coordinación Jordi Torrents, Georgina Curto Diseño gráfico Eumográfic Investigación y coordinación de contenidos Javier Peña, Valérie Bergeron, Paola Calvet Documentación Javier Peña, Valérie Bergeron Ilustraciones Eumogràfic, Julien Pounchou Textos Javier Peña, José F. López-Aguilar Textos de los proyectos Javier Peña, José F. López Aguilar y las empresas, los centros tecnológicos y las universidades que han desarrollado los diferentes proyectos Corrección de textos Ester Arana, Fina Baqués, Santi Tomàs Fotografías Xavi Padrós Digitalización del fondo de proyectos (DVD) Germán Algarra Auditoría ecológica de la publicación Rafa Pozo

Mater ha contado con el apoyo del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio a través del Programa Nacional de Ciencias Sociales, Económicas y Jurídicas del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica, en el apartado dedicado al Fomento de la Investigación Técnica.

Agradecimientos A todas las empresas, los centros tecnológicos y las universidades que han aportado sus proyectos a Mater.

Sin todos ellos, esta exposición y esta publicación no hubieran sido posibles.

A la Fundación Cotec y muy especialmente a Joan Mulet y a Manuel Zahera. También a la Dirección General de Desarrollo Industrial del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, al CSIC y al CDTI. A todos ellos, gracias por creer en el proyecto y ayudarnos a hacerlo realidad.

A todos los expertos que, con su participación, han contribuido a conseguir que Mater sea un proyecto sólido y compartido.

Todos los nombres, logotipos y marcas registradas que aparecen en este libro son propiedad de sus titulares respectivos. © de la edición FAD (Foment de les Arts i del Disseny), Barcelona 2009 © de los textos: sus autores © de las fotografías: sus autores © de las ilustraciones: sus autores

FAD (Foment de les Arts i del Disseny) Plaça dels Àngels, 5-6 08001 Barcelona Tel.: +34 934 437 520 Fax: +34 933 296 079 fad@fad.cat www.fad.cat ISBN: 978-84-613-4151-1 D.L.:

Impresión Novoprint

Ángeles del FAD

Socios protectores del FAD

• Glosario Este glosario pretende ser una aclaración de aquellas palabras, que por su naturaleza técnica, quizás dificulten la comprensión de algunos proyectos a aquellas personas poco familiarizadas con el mundo científico-tecnológico. Por este motivo las definiciones que se plantean intentan utilizar terminologías sencillas, siempre manteniendo el rigor científico de las mismas.

Sobre la metodología de uso Los términos definidos pueden ser identificados por un punto a la derecha de cada palabra, resaltada de los textos que acompañan a las imágenes de cada proyecto.

ABACÁ — ALEACIÓN DE ALUMINIO

A

ABACÁ Planta herbácea (Musa textilis), familia de las musáceas, conocida también con el nombre de cáñamo de Manila. Crece en lugares cálidos y muy lluviosos. De estas plantas son interesantes las fibras (ver) que producen. Pueden ser de gran longitud y tienen una enorme resistencia a la tensión, además, no es fácil que se deterioren por la acción del agua dulce o salada. Se utilizan, sobre todo, para la elaboración de cordajes y textiles.

ACABADO HIDROFUGADO Tratamiento superficial impermeabilizante al agua que se utiliza para proteger, generalmente, elementos constructivos de base mineral como la piedra (ver), el hormigón (ver), el ladrillo cara vista y la teja. También se aplica en tejidos como el cuero o en pinturas para revestimientos de exteriores. La hidrofugación es un procedimiento incoloro que no forma película y que reduce de forma drástica la succión de agua del material sin taponar los poros. De esta manera, la permeabilidad del soporte a los gases y al vapor de agua no se altera de manera significativa.

ACERO Cualquiera de las aleaciones que consisten fundamentalmente en hierro con proporciones variables de carbono y, en muchos casos, con pequeñas cantidades de otros elementos, como silicio, cromo, manganeso, níquel, etc. La proporción de carbono puede alcanzar el 2,3 %.

Por encima de este valor se habla de hierro fundido o de fundiciones (ver fundición). Cuando únicamente presentan hierro y carbono, se denominan aceros al carbono, y cuando contienen otros elementos, se denominan aceros de aleación, entre los que destacan: aceros inoxidables, aceros rápidos, aceros de herramientas, aceros de alta resistencia y de baja aleación. Es el material metálico estructural por excelencia y posee una gama muy amplia de propiedades mecánicas, que incluye los aceros duros y frágiles (templados, por ejemplo) y los blandos y dúctiles (aceros dulces, por ejemplo).

ACERO INOXIDABLE Aceros que contienen, como mínimo, un 1112% de cromo, pequeñas proporciones de carbono (cuanto menor sea la proporción de carbono, más resistente a la corrosión será el acero) y proporciones variables de otros elementos, entre los que destacan el níquel y el molibdeno. Los tres tipos de aceros inoxidables más importantes son: los austeníticos, que son los más resistentes a la corrosión y que contienen cromo y níquel. La aleación 18% cromo 8% níquel que se utiliza en las cuberterías es un ejemplo (contiene únicamente un 0.08% de carbón y se conoce como la aleación 18-8). Los martensíticos, que son los más duros y menos

resistentes a la corrosión y se utilizan en cuchillería, y los ferríticos, que se sitúan a medio camino entre los dos anteriores y son, en general, los más baratos. Estos últimos son los que se utilizan, por ejemplo, para fabricar cocinas.

Todos son muy resistentes a la corrosión (a causa de la fina película protectora superficial que genera el cromo) y no se manchan. Otros aceros inoxidables son los dúplex y los endurecibles por precipitación. ÁCIDO HIALURÓNICO Polisacárido viscoso que se encuentra en el líquido sinovial (líquido presente en una articulación para evitar la fricción ósea), en el humor vítreo (líquido que se encuentra en el glóbulo ocular) y en el tejido conjuntivo de colágeno (ver) de numerosos organismos. Se utiliza en la viscoso suplementación, una técnica para sustituir el líquido sinovial perdido en las artroscopias. El ácido hialurónico se emplea también como material de relleno o de implante en cirugía estética, así como en tratamientos de fertilidad. ÁCIDO POLILÁCTICO (PLA) Ácido generador del polímero termoplástico ecológico (ver) que lleva su nombre. Sintetizado a partir de sustancias vegetales, como el almidón (ver). Su comportamiento en servicio no difiere del resto de polímeros sintéticos pero, al no proceder del petróleo, es biodegradable (ver biodegradable y plástico hidrosoluble).

Tiene diversas aplicaciones en muy diferentes campos como en envases y productos de usar y tirar, pelotas de golf o juguetes. También se emplea en cirugía por la capacidad que tiene de ser reabsorbible por el organismo de forma inocua.

ACTUADOR GIROSCÓPICO Dispositivo para el control de actitud de satélites capaz de direccionarlos y reorientarlos.

El actuador es capaz de generar un par (capacidad de giro) hasta cuatro veces mayor que los modelos europeos y americanos que están en servicio actualmente. Su aplicación se prevé en el campo de la aeronáutica (control de maniobras en aeronaves), en automoción (estabilización de todo tipo de vehículos terrestres), en el sector naval (maniobras y estabilización de plataformas navales) y aerospacial (control de actitud de los satélites).

ADITIVACIÓN Proceso por el que a un material se le agrega otra sustancia en pequeña proporción para darle cualidades de las que carece o para mejorar las que posee. Esta sustancia se conoce con el nombre de aditivo, en el caso de los plásticos como máster y se le denomina, de modo genérico, como agente dopante.

AEROGEL Es el material sólido más ligero que existe y podría ser considerado como una espuma cerámica (ver espuma) donde la cantidad de aire alcanza entre un 90 y un 99% de su composición. Esta gran proporción de aire hace que se

ALEACIÓN DE MAGNESIO — ATOMIZADO trate de un material de muy baja densidad y altamente poroso. A su vez, estas características se traducen en que es un material de enormes prestaciones como aislante térmico y de gran resistencia al impacto, ya que llega a soportar 1000 veces su propio peso.

ALAMBRE MUSCULAR Hilo fabricado en NiTi (ver) que presenta propiedades de memoria de forma (ver). Tiene multitud de aplicaciones: en robótica, como actuador para generar movimiento, o en alambres de ortodoncia. Una vez implantados en la boca y alcanzada la temperatura corporal, ejercen un trabajo constante para la resituación de la dentadura, respecto al método tradicional que debía reajustarse periódicamente, este se mantienen siempre tenso.

dad, característica evidente en el aluminio, ya que se puede convertir en papel y enrollarse.

Gracias a las aleaciones, el aluminio puede llegar a tener una gran resistencia mecánica, pero disminuye su respuesta ante la corrosión. Los principales elementos de aleación son el cobre, el magnesio, el silicio, el manganeso y el zinc.

Algunas de las aplicaciones más comunes son: las partes estructurales de los aviones, las latas para bebidas o las partes de la carrocería de los automóviles. Otras aleaciones de aluminio, con otros metales de baja densidad como el magnesio o el titanio, son utilizadas en automoción con el objetivo de reducir el consumo de combustible.

ALBÚMINA Proteína más abundante en el plasma sanguíneo y producida exclusivamente por el hígado.

La vida media de la albúmina es de 20 días.

Esta proteína sirve para transportar y distribuir correctamente los líquidos corporales entre el compartimento intravascular y extravascular, ubicado entre los tejidos. La albúmina es la proteína encargada del mantenimiento de la presión oncótica, de los ácidos grasos libres, de la bilirrubina no conjugada y de transportar las hormonas tiroideas y las hormonas liposolubles, así como muchos fármacos y drogas. También funciona como controladora del PH.

ALEACIÓN DE MAGNESIO (Ver aleación y magnesio). Son muy fáciles de mecanizar, pueden ser conformadas y fabricadas por la mayoría de los procesos industriales para trabajar los metales. A temperatura ambiente, el magnesio se endurece rápidamente, por lo que se reduce su conformabilidad en frío, limitándose así a deformaciones moderadas o al curvado por rodillo de gran radio. En cuanto a las aplicaciones, cabe destacar que se está convirtiendo en un gran competidor de los plásticos reforzados de fibras (ver) en aeronáutica y automoción. Esto se debe a que posee unas buenas propiedades mecánicas como la resistencia al impacto con un peso similar al de los materiales compuestos (ver), junto con una mayor facilidad de conformado.

ALCOHOL POLIVINÍLICO Material polimérico soluble en agua, es decir hidrosoluble (ver plásticos ecológicos, ver plásticos hidrosolubles). Se conoce también con el nombre de polietenol y es un polímero sintético que se obtiene a partir del acetato de polivinilo o polietanoato. Una de la aplicaciones más habituales es la fabricación de bolsas para recoger la ropa sucia de los hospitales. De esta manera, a la hora de lavar la ropa, las bolsas se introducen directamente en la lavadora y con las altas temperaturas del agua, se disuelven durante el proceso de lavado. También se utiliza en biomedicina, agricultura, tratamientos de aguas y como excipiente en sistemas para la liberación de fármacos.

ALMIDÓN Sustancia que se obtiene, exclusivamente, de los vegetales. Lo sintetizan a partir del dióxido de carbono que toman de la atmósfera y del agua que toman del suelo. En el proceso se absorbe energía del sol y se almacena en forma de glucosa. La uniones entre estas moléculas de glucosa forman las largas cadenas de almidón.

Para los seres humanos tiene un gran valor, ya que nos aporta gran parte de la energía que consumimos mediante los alimentos. El almidón se utiliza como agente antiadherente, pero también como todo lo contrario: como adhesivo. Se emplea en la sintetización de plásticos ecológicos (ver plásticos ecológicos, plásticos hidrosolubles y biodegradable).

ALEACIÓN Unión íntima y homogénea de dos o más elementos, generalmente metálicos, para lograr nuevas propiedades. La aleación más conocida es el bronce, compuesto de cobre y estaño, o el latón, a base de cobre y zinc. En el caso de aleaciones poliméricas, las aleaciones son más conocidas como blends. Un ejemplo muy característico es el plástico de las carcasas de móviles, compuesto de policarbonato (ver) y ABS (ver). Estos materiales son producidos por el ser humano, pues en la naturaleza casi no se encuentran.

ALÚMINA Óxido blanco o incoloro del aluminio (Al2O3).

Se encuentra en la naturaleza como corindón o esmeril. La alúmina es uno de los materiales más duros que se conocen (solo lo superan el diamante y el carburo de silicio) y se emplea como abrasivo. Su naturaleza refractaria hace que sea un excelente material para la fabricación de recubrimientos de hornos y como componente de cementos que tengan que soportar altas temperaturas. Se emplea en piezas de baño y en los mecanismos de las griferías. También podemos encontrarla, en su estado natural, formando feldespatos o arcillas. Las gemas de rubí y zafiro son, también, óxido de aluminio coloreado por la presencia, respectivamente, de trazas de cromo y cobalto.

ALEACIÓN DE ALUMINIO (Ver aleación y aluminio). Las aleaciones de aluminio tienen la particularidad de ser fácilmente manipulables debido a su gran ductili-

ALÚMINA-CIRCONIA Material compuesto cerámico (ver material compuesto, alúmina y circona) que se utiliza como biomaterial cerámico, para sustituir las partes óseas dañadas del cuerpo. Las cerámicas tienen ventajas en este campo porque, al parecerse al tejido óseo, el organismo no las rechaza. Los materiales cerámicos se utilizan para prótesis, implantes o rellenos cerámicos para implantes dentales, ya que es un material 100% biocompatible. Tiene buenas propiedades mecánicas que se combinan con su alta resistencia a la flexibilidad y a la fractura.

ALUMINIO (Al) Metal de color blanco plateado, brillante y ligero cuyo símbolo químico es Al. Es un metal muy reactivo que, por encontrarse protegido por una capa fina y transparente de óxido de aluminio que se forma espontáneamente (por ejemplo al contacto con el aire), pierde esta reactividad convirtiéndose en un metal muy resistente a la corrosión (pasivación natural). Se extrae por electrólisis de la bauxita. Es un excelente conductor del calor (cazuelas, cazos, y ollas) y la electricidad (cables de alta tensión). Es blando y dúctil, pero se puede aumentar su dureza por medios mecánicos como la extrusión (ver) y el laminado. Se puede alear con diferentes elementos para mejorar, entre otras, sus propiedades mecánicas. Todas las aleaciones a las que da lugar son consideradas aleaciones ligeras y se clasifican en series desde la 1000 a la 8000 en función del elemento aleante principal.

AM60B Aleación de magnesio (ver) muy utilizada en el sector de la automoción, la electrónica y las telecomunicaciones.

AMC (ALUMINIUM MATRIZ COMPOSITE) Materiales compuestos (ver) de matriz metálica (ver composite metal-cerámica). Sus principales propiedades son una elevada resistencia a la fricción y la resistencia mecánica.

AMERIZAJE Se trata de cualquier posicionamiento que se dé sobre el agua. Esta acción se aplica a cualquier tipo de aeronave que pueda posarse sobre el agua, especialmente aquellos aviones denominados hidroaviones.

AMONÍACO (NH3) El amoníaco es un gas incoloro de olor fuerte y penetrante. Es un compuesto químico cuya molécula está formada por tres átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno (NH3). El amoníaco se origina naturalmente pero también se puede desarrollar industrialmente. En la naturaleza se produce en el suelo por bacterias, plantas, animales en descomposición y por los propios desechos de los animales. El amoníaco es básico para numerosos procesos biológicos. Se disuelve fácilmente en agua y se evapora con rapidez. Normalmente, está disponible en forma líquida. Habitualmente, se utiliza para fabricar abonos, aunque también se emplea en textiles,

plásticos, explosivos, para la producción de papel, alimentos, bebidas y productos de limpieza doméstica, entre muchas otras.

AGIOTENSINA Sustancia que se encuentra en la sangre. Tiene un efecto vasoconstrictor y actúa en diferentes lugares regulando la presión arterial, entre otras funciones.

ANTICUERPOS Glucoproteínas secretadas por un tipo particular de células llamadas plasmocitos. Su objetivo es reconocer cuerpos extraños invasores como bacterias o virus y defender y mantener el organismo libre de ellos. La producción de anticuerpos forma parte de la respuesta inmune humoral de los animales.

APANTALLAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO Propiedad física de algunos materiales que protegen de la radiación ionizante (ver). Las radiaciones electromagnéticas provenientes de diversas fuentes (antenas de telefonía móvil, líneas eléctricas de alta tensión, equipos electrónicos sofisticados, etc.) y son una consecuencia del alto desarrollo tecnológico alcanzado por la sociedad. Los sistemas de apantallamiento ofrecen soluciones a los diversos problemas provocados por la emisión de ondas electromagnéticas como pueden ser: interferencias sobre equipos electrónicos, sistemas de ordenadores, instrumentos de medida, de telecomunicaciones, de navegación, médicos, etc. o para proteger a personas expuestas a un elevado nivel de ondas electromagnéticas, provenientes de antenas de telefonía móvil, repetidores de radio y televisión, etc. También sirven para proteger de la captación de señales privadas (microfonía inalámbrica, sistemas de radiocomunicación internos, redes locales basadas en WiFi, etc.) desde receptores externos.

ARSENIURO DE GALIO (GaAs) Compuesto formado por galio y arsénico (GaAs). Es un importante semiconductor y se utiliza para fabricar diodos láser, diodos de emisión infrarroja, células fotovoltaicas y circuitos integrados a frecuencias de microondas.

ANTÍGENOS EXTRAÑOS Un antígeno es una molécula de superficie celular, normalmente una proteína o un polisacárido, que puede inducir a la producción de anticuerpos (ver). Hay muchos tipos de moléculas que actúan como antígenos. Cada antígeno está definido por su anticuerpo.

ATOMIZADO Proceso por el que un material se divide en partes muy pequeñas. El polvo obtenido se emplea en procesos de sinterizado tanto metálico como cerámico.

BAR — CAL

B

BAR Unidad de presión equivalente a una atmósfera, la presión estándar a nivel del mar. En unidades del Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en pascales. 1 bar equivale a 100000 pascales.

BHID (BURR HOLE INMOBILIZATION DEVICE) Dispositivo que se utiliza como cierre o sistema de unión de las partes afectadas del cráneo durante las operaciones de craneotomía (ver). Se compone de placas elaboradas con un material que no produce rechazos por parte del organismo. Es un método de fijación y de cubrimiento de orificios de trépano (agujero que deja la broca que se utiliza para perforar el cráneo). Se caracteriza por su fácil manejo y colocación.

BIFERROICOS Los materiales biferroicos pertenecen a una nueva generación de materiales que tienen características sorprendentes tanto a nivel magnético como eléctrico. Son interesantes para la fabricación de memorias para el almacenamiento de información digital.

BIOACTIVO Sustancias que tienen un efecto en el tejido vivo o que causan alguna reacción en él.

BIOCOLONIZABLE El término biocolonizable se aplica a aquellos materiales porosos que pueden ser habitados o colonizados por vida. Se atribuye a los biomateriales aplicados a prótesis con el objetivo de que los implantes se integren mejor y permitan el crecimiento celular.

BIOCOMPATIBLE – BIOCOMPATIBILIDAD Capacidad de un material para llevar a cabo sus prestaciones con una respuesta apropiada del huésped en una situación específica. Término asociado a los implantes.

BIODEGRADABLE – BIODEGRADABILIDAD Es la característica de ciertos materiales de descomponerse en sustancias químicas más básicas por acción de la naturaleza, para poder, así, volver a reintegrarse de nuevo en los ciclos naturales. Estos materiales son utilizados como alimentos por microorganismos, que los emplean para producir energía u otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos o nuevos microorganismos. Se pueden degradar de forma aeróbica (con oxígeno al aire libre) o de forma anaeróbica (sin oxígeno). Este término se asocia, generalmente, con la ecología y con el tratamiento de los residuos generados por la acción del hombre.

CÁÑAMO DE MANILA — CLORO (Cl2) BIOFILM Película biodegradable compuesta de materias vegetales como semillas y abonos y con propiedades beneficiosas para la tierra.

BIOGÁS Gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos (como plantas digestoras) por las reacciones de la biodegradación de la materia orgánica y mediante la acción de microorganismos, en un ambiento anaeróbico (en ausencia de oxígeno).

Se compone de metano, dióxido de carbono y una pequeña proporción de otros gases como el hidrógeno, el nitrógeno o el sulfuro de hidrógeno. Este proceso resulta útil para tratar y aprovechar los residuos orgánicos, ya que produce un combustible susceptible a ser utilizado para obtener energía eléctrica mediante sistemas de combustión de gas adaptados. También se puede aplicar como acondicionador del suelo o como abono.

BIOINSPIRADO Característica de determinados diseños o proyectos, tanto de ingeniería, de arquitectura como estéticos, fundamentados en formas y soluciones naturales (ver biomimética y ciencia biónica).

BIOMATERIAL Material del que se pretende que actúe interfacialmente con sistemas biológicos con el fin de evaluar, tratar, aumentar o sustituir algún tejido, órgano o función del organismo (ver biocompatible). Estos materiales se someten a las diversas situaciones complejas del organismo, tanto temporal como permanentemente. Las propiedades requeridas de cada material varían de acuerdo con la aplicación a la que van destinados.

BIOMIMÉTICA Análisis y estudio de la naturaleza cuyo fin es encontrar las soluciones más eficientes para la técnica (ver ciencia biónica, bioinspirado). Este término significa, etimológicamente, imitación de la vida. A nivel práctico, no consiste en una copia tal cual, sino más en una comprensión profunda del modo de hacer de la naturaleza en todos sus aspectos para su posterior aplicación a la ingeniería, la arquitectura, el diseño, la medicina o incluso la economía. Se considera a la naturaleza como un modelo a seguir debido a que, durante miles de millones de años, ha dispuesto de complejos sistemas de adaptación a los problemas que plantea la supervivencia, para obtener así la solución óptima al problema planteado.

BIOPSIA Procedimiento de diagnóstico que consiste en tomar una muestra de tejido mediante una incisión para examinarla con el microscopio. Las muestras que se extirpan son del tejido que parece haber sufrido cambios en su estructura, como, por ejemplo, los tumores.

BIÓXIDO DE TITANIO (TIO2) También conocido como dióxido de titanio, rutilo o titania (ver).

BORURO En la química orgánica, cada uno de los compuestos binarios formados por boro y un elemento menos electronegativo (un metal cualquiera), como boruro de titanio, de circonio, de tungsteno o de magnesio. Se utilizan para revestimientos y herramientas de corte.

BROMATOLOGÍA Ciencia que estudia los alimentos. Analiza y estudia la composición cualitativa y cuantitativa de los alimentos, su significado higiénico y toxicológico respecto a las alteraciones y contaminaciones que pueden provocar. Ensaya cómo reaccionan los alimentos y por qué y cómo pueden ser tratados, para poder legislar y fiscalizar todo aquello que les hace referencia, así como a los consumidores. Desde esta disciplina se establecen los métodos analíticos para determinar la composición, la conservación y la calidad de los alimentos.

BUNTAL Fibras finas y blancas originarias de la India y Sri Lanka. Proceden de las hojas que no se han abierto de los tallos de las palmas Talipot (Corypha umbraculífera).

BURLETES Tira de material diverso que se coloca en puertas y ventanas para evitar las corrientes de aire.

BUTIRATO Las sales de ácido butírico o butanoico se utilizan para combatir los cánceres de colon. Se emplean como el principal componente protector en la dieta de fibras para el tratamiento de cáncer de colon rectal, ya que reduce su crecimiento y diversificación. También se usan como bases de fármacos que utilizan los butiratos como derivados del ácido láctico, para las fibrosis quísticas y terapias génicas.

C

CAL La cal es el nombre común que se le da al óxido de calcio, también conocido como cal viva. Se obtiene de las rocas calizas y se calcina a altas temperaturas, se utiliza para mortero de cal.

Este material se conoce desde la antigüedad como aglutinante para la construcción. Este óxido reacciona de manera muy violenta con el agua, haciendo que esta alcance temperaturas de hasta 90ºC, por eso es tan peligroso el contacto con los seres vivos, ya que deshidrata sus tejidos, formados en su mayor proporción por agua.

CÁÑAMO DE MANILA (Ver abacá) CAPA APATÍTICA Recubrimiento superficial a base de hidroxiapatita (ver), componente mineral del hueso.

CARBONO Pilar básico de la química orgánica, ya que forma parte de todos los seres vivos conocidos.

Combinado con otros elementos, se encuentra en toda la biosfera, tanto en la atmósfera, como en la tierra y en el agua. A temperatura ambiente, está en estado sólido, pero con estructuras diferentes, ya sea amorfo o cristalino.

CARBURO Compuestos que surgen de la combinación del carbono con un metal o metaloide. Los carburos más conocidos son el carburo de calcio y el carburo de silicio.

CARBUROS REFRACTARIOS Combinaciones de metales tales como el tungsteno y el molibdeno con el carbono. Sirven para proteger del calor (ver refractarios), ya que tienen un punto de fusión muy alto, además de una elevada resistencia a los ataques químicos. Se utiliza en la aeronáutica, en piezas que deben soportar temperaturas y abrasiones muy altas, como, por ejemplo, las turbinas de los aviones.

CAUCHO Polímero termoestable (ver) elástico o goma (ver látex). Existen cauchos naturales procedentes de las resinas de algunas plantas. Para su uso industrial, se emplea exclusivamente el caucho sintético. Sus aplicaciones son diversas y van desde los neumáticos de los coches hasta los impermeables y aislantes térmicos y eléctricos.

CÉLULAS MADRE ADULTAS MESENQUIMALES Células madre adultas capaces de diferenciarse en más de un tipo celular. Una célula madre es aquella que tiene la capacidad de autorrenovarse mediante divisiones mitóticas o bien continuar por la vía de la diferenciación para la que está programada. La mayoría de tejidos de un individuo adulto poseen una población específica propia de células madre que permiten su renovación periódica o su regeneración cuando se produce algún daño tisular. Existe otro tipo de células madre adultas que son capaces de diferenciarse también en más de un tipo celular como, por ejemplo, las células madre hematopoyéticas.

CELULOSA Componente principal en forma de fibra de las paredes celulares de árboles y plantas. La celulosa está compuesta por un único tipo de monómero, la glucosa, por lo que se la considera un homepolisacárido. Es un compuesto rígido e insoluble. Es la biomolécula más abundante en la biomasa terrestre y da lugar a fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales. Es la materia prima del papel y de

los tejidos de fibras naturales. Otras de sus aplicaciones son: la fabricación de celuloide, la seda artificial, barnices y explosivos.

CEMENTO Aglutinante o conglomerante hidráulico al que se le agregan elementos pétreos como grava, arena u otros materiales. Tiene la capacidad de fraguar y endurecerse gracias a las reacciones químicas en contacto con el agua. De este modo, se crea una mezcla uniforme, manejable y plástica que se utiliza en ingeniería civil y construcción, ya que una vez endurecido, tiene una gran resistencia y es capaz de conservar su estabilidad.

CERÁMICA Compuesto inorgánico formado por óxidos metálicos y no metálicos. Se caracteriza por su extremada dureza y fragilidad. Su uso se remonta a la antigüedad, principalmente para contener alimentos. A lo largo de la historia ha desarrollado múltiples aplicaciones, sobre todo, como material para la construcción en forma de ladrillos, tejas, baldosas o azulejos. La cerámica se comporta como un buen aislante térmico y eléctrico y tiene una gran resistencia a la corrosión. Gracias a las extensas capacidades de los materiales cerámicos, se han desarrollado cerámicas técnicas muy utilizadas por los sectores industriales. Estas cerámicas resultan de la aditivación (ver) con otros materiales, del control de su porosidad interna así como de la pureza y tamaño de las partículas utilizadas como materia prima.

CERMET Material compuesto formado por materiales metálicos y cerámicos. Este material se diseñó con el objetivo de combinar la resistencia a las altas temperaturas y a la abrasión de los elementos cerámicos con la maleabilidad de los metales. Como matriz se utiliza el metal, normalmente el níquel, el molibdeno, el cobalto o el titanio, al que se añaden carburos refractarios, óxidos, boruros o alúmina. El cermet se utiliza, básicamente, para trabajos de acabado y semiacabado, es decir, como herramienta de corte o taladro, siempre en seco. También se emplea para celdas de combustibles, celdas de combustible nuclear o para turbinas de motores a reacción.

CHOQUE TÉRMICO Fenómeno físico que consiste en la fractura de un material al sufrir una variación drástica y repentina de temperatura. Se da cuando la variación térmica causa que diferentes partes de un objeto se contraigan de manera diferente, de manera que la tensión generada por estas contracciones no puede ser soportada por el material. Estos objetos son, por lo general, vidrios y cerámicas, materiales vulnerables por ser poco tenaces, por tener una baja conductividad térmica y por no tener capacidad de acomodar tensiones mediante procesos de deformación plástica.

CICLO DE VIDA Este término se creó como método de evaluación ambiental para poder cuantificar el impacto medioambiental de un producto o material desde que se extrae de la naturaleza hasta que regresa al medio como desecho orgánico o inorgánico. Es un proceso sistemático que analiza desde el suministro de las materias primas necesarias para fabricar un producto, hasta todos lo factores intermedios que actúan en su elaboración, como la energía, el agua, la maquinaria y el propio producto, su uso y los residuos generados tras su vida útil. Esta metodología se denomina evaluación del ciclo de vida (ECV).

CIENCIA BIÓNICA Estudio y aplicación de los procesos biológicos al proyecto de aparatos y sistemas electrónicos, particularmente en el campo de la automática, es decir, para la creación de automatismos similares a los que posee un ser vivo. La biónica es la unión de varias ciencias como la mecánica, la electrónica, la medicina, la física, la química, la computación y la robótica. Aún así, este término se dirige, sobre todo, al campo de la electrónica y la mecánica. Es, en cierto modo, análogo a la biomimética (ver), extensible a todos los sectores.

CIRCONA ESTABILIZADA PARCIALMENTE CON ÓXIDO DE MAGNESIO Cerámica técnica (ver) de alta tenacidad (ver).

Junto con la circona estabilizada en itria, forma parte de las cerámicas avanzadas de mejores prestaciones para la ingeniería de materiales.

Ambas se caracterizan por tener excelentes propiedades mecánicas a temperaturas elevadas y por ser relativamente inertes en entornos hostiles. También se emplean como crisoles, ya que resisten el ataque de los metales fundidos, como hileras de extrusión y toberas por su gran dureza y resistencia al desgaste, así como para recubrimientos antitérmicos en los álabes de las turbinas de gas.

CIRCUITO INTEGRADO También conocido como chip. Es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de un tamaño muy reducido (1 cm2 o menor). Son elementos fundamentales para la electrónica.

CLORO (Cl2) Elemento químico que se presenta en forma de gas amarillo verdoso, de olor desagradable y tóxico que está formado por moléculas biatómicas, (Cl2). Es un elemento muy abundante en la naturaleza y esencial para muchas formas de vida. En la biosfera no se encuentra en estado puro, ya que reacciona muy rápido con muchos elementos y compuestos químicos. Normalmente se hallan como cloruros y cloratos y, sobre todo, como cloruro de sodio, en las minas de sal y disuelto o en suspensión en el mar. Sus aplica-

COBALTO (Co) — CUERO ciones van desde la potabilización del agua de consumo, hasta como oxidantes, blanqueantes y desinfectantes.

COBALTO (Co) Metal duro, ferromagnético (ver), de color blanco azulado. Es un elemento químico esencial para los mamíferos en pequeñas cantidades. Tiene múltiples aplicaciones, entre las que destacan las que se le dan como aleación o superaleación. Se aplica en imanes y cintas magnéticas, en la catálisis del petróleo y la industria química, en recubrimientos metálicos, como secante de pinturas, barnices y tientas, en electrodos de baterías eléctricas, etc. Destaca también el isótopo Co-60 utilizado en los tratamientos de radioterapia contra el cáncer y en la esterilización de alimentos.

COBRE (Cu) Metal blando y pesado de color rojizo cuyo símbolo químico es Cu. Tiene conductividades térmicas y eléctricas altas cuando está en estado puro, pero estas propiedades se debilitan cuando se alea. Es un metal muy dúctil y puede estirarse fácilmente para formar hilo o productos tubulares. Es tan blando que resulta difícil maquinarlo y tiende a adherirse a las herramientas. El agua no ataca al cobre, pero, en atmósferas húmedas, se forma sobre el metal una característica capa de color verde (pátina).

Sus aleaciones son el latón (CuZn) y el bronce (CuSn) y tienen múltiples usos.

COBRE MICROALEADO) El cobre microaleado tiene una elevada conductividad eléctrica y unas excelentes propiedades térmicas y mecánicas, muy superiores a las tradicionales aleaciones de cobre. Mejoran sus características mecánicas en general y su actitud para el mecanizado, además de la resistencia a la corrosión.

COEFICIENTE VISCOELÁSTICO Parámetro que indica las características viscoelásticas (ver) de un material. Es el coeficiente que correlaciona estadísticamente la elasticidad y la viscosidad de un material.

COLÁGENO Molécula proteica que forma fibras, las llamadas fibras colágenas. Esta biomolécula se encuentra en todos los organismos pluricelulares, siendo el componente más abundante de la piel y de los huesos. Las fibras de colágeno son flexibles y tienen una gran resistencia a la tracción. Su diámetro y organización varían según el tejido del cual forman la estructura. Pueden alinearse en haces paralelos como en el caso de los tendones o disponerse en forma de cestos de mimbre, lo que permite la oposición a las tracciones ejercidas desde múltiples direcciones. También se puede encontrar en forma de láminas delgadas superpuestas en el tejido óseo adulto o en la córnea.

COMPOSITE CERÁMICO Material compuesto (ver) de matriz cerámica reforzada con otro material (metálicos, cerá-

DESCONTRUCCIÓN — EPIDURAL micos o poliméricos). Un ejemplo de este material es el que presenta matriz de carburo de silicio y el refuerzo en fibra de carbono. La matriz es muy resistente a la abrasión y las fibras de carbono se encajan en dicho material para absorber las tensiones que se produzcan en él.

COMPUTACIÓN CUÁNTICA) Tecnología para diseñar, entre otras aplicaciones, circuitos de ordenadores, según la mecánica o física cuántica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, lo que permite realizar nuevos algoritmos y tratar problemas imposibles de solucionar mediante la computación clásica.

CONDRO-OSTEOGÉNICA) Relativo a la formación del tejido óseo a partir del cartílago.

CONDUCTIVIDAD IÓNICA Conductividad derivada del movimiento o migración de los iones.

CONDRO-OSTEOBLÁSTICO Hace referencia a la zona intermedia del cartílago, en la que existen tanto células cartilaginosas, condrocitos, como células óseas (osteoblastos).

CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA) Proceso mediante el cual los sistemas fotovoltaicos consiguen transformar la luz solar en energía eléctrica. Es decir, es el proceso mediante el cual se convierte una partícula luminosa (fotón), en energía electromotriz (voltaica). El dispositivo que permite dicho proceso es la célula solar o la célula fotovoltaica.

COQUILLA Molde cerrado bastante sencillo utilizado para la colada por gravedad, destinado a piezas pequeñas y series cortas. La colada por gravedad se caracteriza por llenar el molde por acción de la gravedad sobre un material en estado líquido, a diferencia del proceso de inyección, en el cual el material se introduce en la cavidad a elevadas presiones y en estado semisólido (ver).

CIRCONA Cerámica técnica de alta tenacidad.

COTA DE MALLA Protección metálica originaria de la Edad Media formada por anillas de hierro forjado o acero dispuestas de forma que cada anilla está ensartada al menos a otras cuatro, formando así un tejido. Esta malla metálica sirve como protección a los cortes y golpes perforantes.

Es utilizada en la actualidad, entre otras cosas, para guantes y delantales en la industria cárnica.

CRANEOTOMÍA Procedimiento quirúrgico que permite acceder al cerebro a través del cráneo. Las craneotomías pueden clasificarse según su localización: frontal, parietal, temporal y occipital. Este tipo de procedimiento médico se desarrolla para tratar tumores cerebrales, sangrados, debilidad

de los vasos sanguíneos, para tratar cavidades infectadas o para dolores nerviosos o faciales, así como para tratar la epilepsia.

CROMO DURO ELECTROLÍTICO El recubrimiento electrolítico con cromo se utiliza muchísimo en la industria para proteger a los metales de la corrosión y para mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro). El cromo duro está formado por depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes (0,1 mm) que se colocan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos, especialmente, en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales, ejes de pistones hidráulicos y, en general, en lugares donde se requiera bastante precisión, como, por ejemplo, en el rectificado de motores de explosión.

CROMO HEXAVALENTE ) El cromo hexavalente, o cromo (VI), se produce en procesos industriales, como la combustión de combustibles fósiles, la incineración de residuos y la fabricación de metal. Este compuesto es altamente tóxico si se ingiere, siendo letal en pequeñas cantidades. En niveles no letales, la mayoría de los compuestos de cromo, especialmente el cromo (VI), irritan los ojos, la piel y las mucosas. Además son carcinógenos: pueden alterar el material genético y causar cáncer.

CUARZO Mineral abrasivo que se encuentra en la naturaleza. Está compuesto de dióxido de silicio (SiO2) y se conoce también con el nombre de arena sílica. Es incoloro en estado puro pero adopta multitud de tonalidades dependiendo de las impurezas de su composición. Tiene una gran dureza y es capaz de rayar hasta los aceros comunes. El cuarzo es conocido y muy utilizado por sus propiedades piezoeléctricas (ver materiales adaptativos).

CUERO Piel curtida de animales grandes que se caracteriza por su grosor, dureza y compacidad.

El cuero crudo es el que se somete a un tratamiento estabilizador a fin de que sea menos susceptible a la putrefacción y esté mejor preparado para su curtido ulterior. El cuero curtido es el transformado, de forma permanente o irreversible, a partir de pieles por aplicación de agentes curtidores, que pueden ser minerales, vegetales o de ambos tipos. El cuero acabado es el cuero curtido, incluso recurtido, sometido a un tratamiento ulterior que afecta, por ejemplo, a la suavidad, la permeabilidad, el color, la apariencia, la textura de la superficie o a la firmeza del cuero. Tales operaciones incluyen el teñido, el secado, el amolado, el glaseado, el gofrado, el revestimiento y el barnizado. Se utiliza para confeccionar ropa de abrigo, algunos tipos de calzado y demás objetos.

D

DECONSTRUCCIÓN Desmontaje de un concepto o de una construcción intelectual por medio de su análisis, mostrando así contradicciones y ambigüedades.

DESHIDRATAR Eliminar parte o toda el agua que contiene un organismo o un elemento en su composición.

DOBLE INYECCIÓN Variante del proceso de fabricación de la inyección (ver). Su característica principal es la inyección de un material sobre otro (normalmente el más blando sobre el mas rígido). Ocurre en las superficies ergonómicas como en cepillos de dientes, asideros etc. Estos están formados por una pieza de plástico rígido y una sobreinyección de elastómero blando. Términos relacionados son biinyeccion y sobreinyección.

DOMÓTICA Conjunto de dispositivos capaces de automatizar una vivienda o recinto aportando servicios para la gestión energética, seguridad, confort y comunicación. Se integran mediante redes interiores o exteriores de comunicación, ya sea mediante sistemas de cableado o inalámbricos.

Así, se trata de la integración de la tecnología y del diseño inteligente de los espacios.

DUCTILIDAD Propiedad que presentan ciertos materiales para deformarse formando hilos sin romperse.

Hace referencia a la deformación plástica de los materiales. Los materiales que se pueden clasificar como dúctiles son principalmente poliméricos y metálicos, como las aleaciones de cobre (ver), los aluminios o algunos aceros (ver).

E

ECODISEÑO Incorporación sistemática de aspectos medioambientales en el diseño de producto. Bajo esta perspectiva, se intenta reducir el impacto negativo que tienen los productos y sus sistemas de fabricación en el medio ambiente a lo largo de todo su ciclo de vida (ver). En ecodiseño se tienen en cuenta parámetros como: la adquisición de materias primas, la producción de los componentes, el ensamblaje de las piezas, la distribución, el embalaje, la venta, su uso, su reparación y reutilización y cómo es devuelto el material o producto a su origen, la naturaleza.

ECTÓPICO Aquello que se produce fuera del lugar propio o habitual. Este término se utiliza normalmente en medicina para designar aquellos embarazos que se desarrollan fuera del útero (embarazos ectópicos).

EFECTO HALL Aparición de un campo eléctrico en un conductor cuando es atravesado por un campo magnético. Los sensores de efecto Hall permiten medir los campos magnéticos y la intensidad de las corrientes eléctricas y también sirven para elaborar detectores de posición sin contacto aplicables en automoción. También se encuentran bajo los teclados de los instrumentos de música modernos, como los sintetizadores.

EFECTO INVERNADERO Es un fenómeno que hace posible la vida en el planeta, ya que permite que no se escape el calor adquirido durante las horas de sol. Esto es gracias a la presencia de gases como el CO2 en la atmósfera, que retienen la energía reflejada por la superficie. Sin embargo, una acumulación excesiva de CO2 y otros gases en las capas altas de la atmósfera, potencia este efecto, provocando un incremento constante de la temperatura, lo que desestabiliza los ecosistemas y conlleva cambios irreversibles para las formas de vida conocidas, incluyendo la nuestra. Esta concentración elevada de estos gases se debe, en gran medida, a la actividad industrial del hombre, así como a los incendios y a la deforestación.

EFECTO SEEBECK El efecto Seebeck o efecto termoeléctrico consiste en la conversión de una diferencia de temperatura en electricidad. Se crea un voltaje entre dos metales o semiconductores diferentes en presencia de una diferencia de temperatura.

ELECTROACTIVOS Los materiales electroactivos son aquellos que experimentan cambios en sus propiedades físicas ante la presencia o aplicación de un campo eléctrico. Estos materiales son capaces de alterar sus propiedades físicas, como la rigidez, la viscosidad, la forma o el color, ante un estímulo eléctrico.

ELECTROCRÓMICO Variación de las propiedades cromáticas de un material por acción de una corriente eléctrica.

Los materiales electrocrómicos se clasifican dentro de los llamados materiales inteligentes o adaptativos (ver). Esta propiedad se aplica, sobre todo, en vidrios, llamados entonces vidrios de control activo, con el objetivo de que se oscurezcan o se aclaren, tan solo con el paso de corriente eléctrica.

ELECTRODO Un electrodo es un componente de un circuito eléctrico que conecta el cableado del circuito con un medio no metálico que puede ser, por ejemplo, un semiconductor (ver), un electroli-

to o un gas. Los electrodos de carga positiva se denominan cátodos y los de carga negativa ánodos.

ELECTROEROSIÓN Es uno de los métodos más utilizados para conformar piezas sin pérdidas o desprendimiento de material. Se conoce también con el nombre de Mecanizado por Descarga Eléctrica o EDM. El proceso para trabajar el material se realiza mediante descargas eléctricas de gran intensidad, entre dos elementos conductores (la herramienta y la pieza que se trabaja) en un medio líquido (dieléctrico) en el que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.

ENERGÍA CINÉTICA La energía cinética de un cuerpo es aquella que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de masa determinada desde su posición de equilibrio hasta una velocidad concreta.

Una vez se consigue esta energía durante la aceleración, el cuerpo es capaz de mantenerla sin importar el cambio de la rapidez. Para que el cuerpo regrese a su estado de equilibrio es necesario un trabajo de la misma magnitud.

ENSAYO DE HILO INCANDESCENTE Está destinado a simular las solicitaciones térmicas que pueden ser originadas por fuentes de calor, de inflamación, por elementos incandescentes o por resistencias sobrecargas durante cortos períodos. Tiene el objetivo de evaluar de modo simulado el riesgo de fuego sobre el material.

ENVASE DE ALTA BARRERA Mejora del efecto barrera (ver) para envases.

ENZIMAS Proteínas complejas que producen un cambio químico específico en otras sustancias, sin que exista un cambio en ellas mismas. Por ejemplo, las enzimas son capaces de convertir en sustancias aprovechables para el cuerpo los almidones, las proteínas y los azúcares. También controlan la coagulación de la sangre. Las enzimas son indispensables en casi todos los procesos que tienen lugar en las células, para que ocurran reacciones químicas necesarias.

A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

EPICRANEAL Estructuras que cubren el cráneo de los vertebrados. Consta de la cara dorsal o superior de la cabeza, que se extiende desde la frente hasta el cuello.

EPIDURAL La anestesia epidural o peridural es la introducción de anestésico local en el espacio epidural. Bloquea las terminaciones nerviosas al nivel de su salida de la médula. Es una técnica de punción que se realiza con el paciente sentado o en decúbito lateral y se realiza en el espacio entre las dos apófisis posteriores de la vértebra.

EPOXI, FIBRA DE CARBONO — FIBER PLACEMENT El nivel de punción está en función de la zona que se desea anestesiar. La punción lumbar, que es la más frecuente, se realiza en los espacios entre dos vértebras lumbares y se anestesia la zona abdominal.

EPOXI, FIBRA DE CARBONO Composición de los materiales compuestos más utilizados en aplicaciones tecnológicas (ver materiales compuestos, plástico reforzado de fibras, resina epoxi y fibras de carbono).

EROSIÓN PLÁSMICA Referente a la erosión-desgaste, vía plasma. El plasma es un estado de agregación de la materia diferenciado del gaseoso, del líquido o del sólido. Se caracteriza por poseer una gran cantidad de partículas cargadas (iones) libres. Un ejemplo natural de plasma son los rayos en una tormenta, y uno artificial, el interior de un tubo fluorescente.

ESMALTE El esmalte o esmalte vidriado o esmalte porcelánico es el resultado de la fusión de cristal en polvo con un sustrato a través de un proceso de calentamiento, normalmente entre 750 y 850ºC. El polvo se funde y crece endureciéndose, formando una cobertura suave y vidriada muy duradera en el metal, el vidrio o la cerámica. A menudo se aplica el esmalte en forma de pasta y puede ser transparente u opaco cuando se calienta. El esmalte vidriado puede aplicarse a la mayoría de los metales. La durabilidad del esmalte le ha proporcionado muchas aplicaciones funcionales, como, por ejemplo, para las paredes interiores de hornos y cazuelas y otros recipientes de cocina, así como para paredes exteriores de alta calidad, grifería y almacenamiento en silos.

ESPECTRÓMETRO DE MASAS Instrumento que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación masacarga (m/z). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto o determinar el contenido isotópico de diferentes elementos de un mismo compuesto. En la industria es altamente utilizado en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas.

Un espectrómetro de masas es un equipo de análisis muy sofisticado que permite obtener la masa molecular de casi cualquier compuesto, por complicado que sea.

ESPÍN Propiedad física necesaria para describir los electrones del átomo. Se refiere a una propiedad física de las partículas subatómicas por la que toda partícula elemental tiene un momento angular intrínseco de valor fijo. El espín es la rotación de los electrones del átomo sobre sí mismos.

ESPINTRÓNICA Rama de la electrónica en la que se fusionan el magnetismo y la ferroelectricidad (ver). Se emplea una propiedad física característica de todos los átomos como es el espín (ver). De este modo, se logra miniaturizar los componentes de las memorias magnéticas.

ESPUMA Estado de la materia caracterizado por una muy elevada porosidad. Esto se debe a que una gran parte de su composición es aire. Esta característica dota a las espumas de una elevada tenacidad (ver). Por otro lado es también el conjunto de burbujas que se forman en la superficie de los líquidos y que se adhieren entre sí con más o menos consistencia, como el jabón. Existen muchos materiales que pueden espumarse, tales como los aluminios, algunas cerámicas (ver aerogel) y sobre todo los polímeros (ver). La espuma más extendida es la de poliuretano (ver) o la de EVA (ver).

ETANOL El etanol o alcohol etílico es un alcohol líquido compuesto por carbono, hidrógeno y oxígeno, incoloro e inflamable. Actualmente, se utiliza como combustible para automóviles mezclado o no con gasolina en cantidades variables, para reducir el consumo de derivados del petróleo.

Este combustible resultante se conoce con el nombre de biodiesel. El etanol que proviene de los campos de cosechas (bioetanol) se prevé como un recurso energético potencialmente sostenible que puede ofrecer ventajas medioambientales y económicas a largo plazo, en contraposición a los combustibles fósiles. Se obtiene fácilmente del azúcar o el almidón en cosechas de maíz o caña de azúcar. Este combustible ya se está utilizando en diversos países. ÉTER Grupo funcional muy importante en la química orgánica o bioquímica. Presenta una alta hidrofobicidad y no tiende a ser hidrolizado. Suelen ser bastante estables, por lo que no reaccionan fácilmente. Los éteres se utilizan como anestésicos generales, como disolventes orgánicos y como combustible inicial de motores diesel, entre otras aplicaciones.

EVA-SP Variante del EVA (ver), empleada como componente en multicapas (ver) para envases de efecto barrera (ver).

EVA Acrónimo de Etilén Vinil Acetato. Es un polímero termoplástico que se caracteriza por tener una gran resistencia a la intemperie y los agentes químicos, por tener una baja absorción de agua y por ser de fácil manipulación. No es tóxico y es reciclable (ver). Este material tiene multitud de aplicaciones en artículos de náutica y natación. Generalmente se presenta en forma de espuma (ver).

FIBRA — FUNDICIÓN FÉRRICA ESFEROIDAL EVOH Copolímero termoplástico de etileno y alcohol vinílico. Sus siglas corresponden a los términos ingleses ethylene vinyl alcohol. Este polímero (ver) tiene un gran interés industrial por las buenas propiedades de barrera (ver) que presenta, lo cual le hace especialmente útil para el envasado de alimentos. Para algunas aplicaciones avanzadas, se le adicionan nanoarcillas para minimizar el efecto del agua, ya que altera sus propiedades de barrera.

EXTRUSIÓN Proceso de conformado industrial indicado para la fabricación de piezas de geometría constante como perfiles, tubos o ladrillos. Consiste en dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura dispuesta especialmente. La abertura de la boca de la matriz tiene la forma del producto deseada y tan solo hay que cortar según la medida adecuada. Algunos ejemplos domésticos de extrusión son la manga pastelera y el tubo de pasta de dientes.

F

FERMENTACIÓN LÁCTICA Proceso celular en el que se utiliza la glucosa para obtener energía y en el que el producto de deshecho es el ácido láctico. Este proceso lo realizan numerosas bacterias, algunos protozoos y ocurre en los tejidos animales, en ciertos hongos, bacterias y protozoarios. Un ejemplo de este tipo de fermentación es la acidificación de la leche. Este proceso se utiliza para producir gran variedad de comidas en todo el mundo.

Un ejemplo de estas son los yogures.

FERROELECTRICIDAD Capacidad de ciertos materiales de presentar una polarización eléctrica espontánea cuyo sentido puede invertirse en presencia de un campo eléctrico externo suficientemente alto.

La característica de la inversión hace útiles a los materiales ferroeléctricos para memorias portátiles. Los materiales que poseen ferroelectricidad se encuentran en micrófonos, encendidos piezoeléctricos y condensadores de alta eficiencia.

FERROFLUIDOS Líquido que se polariza en presencia de un campo magnético. Los ferrofluidos se componen de partículas ferromagnéticas suspendidas en un fluido portador, que, habitualmente, es un solvente orgánico o agua. Se componen de partículas microscópicas normalmente de magnetita y de hematita.

FIBER PLACEMENT Voz inglesa que significa colocación de la fibra, referido al refuerzo de los plásticos reforzados PRF (ver materiales compuestos, ver plástico reforzado de fibras). Se emplea en la fabrica-

ción de piezas complejas. Tecnología que automatiza el posicionamiento de fibra de carbono u otros materiales en forma de mechas a través de una máquina que puede colocar hasta 32 mechas simultáneamente.

FIBRA Conformación de los materiales bajo una relación extrema entre la sección y la longitud que las hace ser prácticamente unidimensionales.

FIBRA DE CARBONO Filamentos de carbono con una microestructura (ver) similar al grafito. Generalmente se utiliza como refuerzo de materiales compuestos (ver) de resina epoxi (ver). El uso de estas fibras como refuerzo está tan extendido, que hace que los compuestos a que dan lugar se conozcan con el nombre genérico de fibras de carbono.

FIBRA DE VIDRIO Material en forma de filamento (ver fibra) obtenido al hacer fluir el vidrio fundido a través de una pieza con agujeros muy pequeños. El vidrio, al solidificarse, adquiere suficiente flexibilidad como para ser empleado como fibra.

Se utiliza, generalmente, como refuerzo en materiales compuestos (ver). También ha sido utilizada como fibra óptica (ver).

FIBRA ÓPTICA Conductor de ondas en forma de filamento, de vidrio (ver fibra de vidrio) o de metacrilato (ver). La fibra óptica se caracteriza por ser capaz de dirigir la luz a lo largo de su longitud usando la reflexión total interna. Normalmente la luz es emitida por un láser (ver) o un LED (ver). Se utiliza en telecomunicaciones, ya que permite enviar gran cantidad de datos a alta velocidad. También tiene aplicaciones en sensores, así como en usos decorativos.

FIBRAS TÉCNICAS Fibras químicas especiales producidas con base polimérica que tienen un uso y destino muy determinado y específico. Se consiguen por aditivación (ver).

FIBROÍNA La seda está formada principalmente por una proteína llamada fibroína, que se produce en las glándulas epiteliales, situadas en el extremo posterior del cuerpo de las arañas. La seda se produce en forma de proteína soluble en agua, que se polimeriza en contacto con el aire. Estos agregados, al trenzarse, forman fibras extremadamente resistentes y elásticas. Por ejemplo, una fibra de seda es mucho más resistente que un cable de acero de grosor similar.

FLEXO-RESISTENTE Que resiste esfuerzos a compresión y flexión.

Las estructuras flexo-resistentes son muy empleadas en la naturaleza, por ejemplo, en los árboles de gran altura.

FLUIDOS MAGNÉTICOS Consiste en un líquido portador donde hay diminutas partículas ferromagnéticas en suspensión.

Cuando las partículas adquieren un tamaño determinado, se consideran fluidos magnetorreológicos (ver), capaces de actuar ante un campo magnético.

FLUIDOS MAGNETORREOLÓGICOS Líquidos que se endurecen (ver propiedades reológicas) o cambian de forma cuando detectan un campo magnético. Estos materiales se emplean como sistemas de amortiguación, ya que acomodan de forma intrínseca las variaciones de presión bajo un estímulo magnético.

FOAM Voz inglesa referida al estado espuma de la materia. (Ver espuma, espuma de poliuretano).

FORJA Proceso de fabricación consistente en el conformado de una pieza metálica por deformación plástica. Los procesos de forja son muy variados y van desde el tradicional martillo-yunque, a otros más mecanizados como la matricería o el troquelado (ver). Se diferencia de otros procesos como el fresado o torneado, en que no se elimina material, sino que se deforma.

FORMAS ORGÁNICAS Aquellas formas que se asemejan a las que están en la naturaleza, en los entes vivos. Suele aplicarse para denominar a aquellas formas y estructuras de perfiles suaves, armoniosos y redondeados.

FOSFATO DE CALCIO Composición química de la hidroxiapatita (ver).

Es la sal más abundante del organismo y tiene una función plástica sobre todos los tejidos, ya que se encarga de fortalecerlos además de actuar sobre las membranas celulares limitantes.

Está indicado para tratar enfermedades óseas y dentales, anemias, astenias, procesos pulmonares, trastornos del sueño, alteraciones de tipo nervioso, trastornos menstruales, embarazos o convalecencias, entre otras. Es uno de los componentes de las piedras renales, formadas también por ácido úrico y oxalato cálcico.

FÓSFORO ROJO Forma alotrópica del fósforo elemental. Es amorfo, de color rojizo, poco soluble en el agua y en los disolventes orgánicos habituales. No es soluble en disulfuro de carbono y no es tóxico (al contrario que el fósforo blanco). Se aplica como agente reductor y es un importante compuesto de partida para la síntesis de los compuestos del fósforo. Se utiliza en las cerillas para la ignición de las mismas en contacto con clorato potásico y es una sal muy corriente que se utilizaba para los trastornos del estómago y para aclarar la garganta.

FOTOCATÁLISIS Proceso catalítico promovido por la energía asociada a una determinada longitud de onda capaz de excitar a un semiconductor (catalizador) hasta el punto de hacer que se comporte como un material conductor, en la superficie del cual (superconductor), se desarrollan reac-

ciones de oxido-reducción, las cuales generan radicales libres muy reactivos. Estos últimos reaccionarán con las especies a su alrededor, rompiendo algunos enlaces moleculares y reduciéndolas u oxidándolas hasta convertirlas en especies menos complejas. Esta reducción en la complejidad molecular se traduce, generalmente, en una disminución del grado de contaminación o peligrosidad de la especie que se esté tratando. Entre sus aplicaciones, la mayoría de las cuales están enfocadas a procesos amigables con el medio ambiente, destaca la degradación de contaminantes como pueden ser plaguicidas, detergentes, explosivos, metales pesados, residuos tóxicos y, en ocasiones, biológicos e infecciosos.

FOTOSÍNTESIS Proceso mediante el que los vegetales sintetizan materia orgánica a partir de materia inorgánica. Gracias a ella, el planeta se mantiene vivo. Grosso modo, consiste en la absorción de CO2 por las hojas de los árboles, junto con sales minerales que extraen desde la raíz, y su transformación en glucosa por acción de la luz solar y los pigmentos de clorofila. Las plantas terrestres o las algas realizan este proceso de transformación de la materia inorgánica en materia orgánica y, al mismo tiempo, convierten la energía solar en energía química. Todos los organismos no vegetales dependen de estas conversiones energéticas y de materia para su subsistencia. Durante este proceso, los organismos fotosintéticos aportan oxígeno al ambiente, del cual también depende la mayoría de los seres vivos de este planeta. Además, fijan el exceso de CO2, de nitrógeno y de otros gases.

FULARDADO Proceso para suavizar los tejidos. En este se impregnan los tejidos con un líquido o una pasta para su tinte, su apresto, acabado e impermeabilización, entre otras cosas.

FUNDICIÓN Proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, que consiste en fundir un material e introducirlo en una cavidad (molde) donde se solidifica. Fundir es licuar un material por la acción del calor. Existen variantes del proceso de fundición como: el moldeo en arena verde, el moldeo en arena seca, el moldeo mecánico, el moldeo a la cera perdida, la fundición en coquilla, la fundición por inyección, la fundición prensada, la fundición a baja presión y la fundición centrifugada.

FUNDICIÓN FÉRRICA ESFEROIDAL Es un tipo de fundición (ver) de hierro en la que el grafito se presenta en forma esferoidal. A diferencia del resto de fundiciones férricas, que suelen ser frágiles, esta es dúctil, debido a los nódulos de grafito que se forman en su interior.

GEL DE SILICONA — HIPERTENSIÓN

G

GEL DE SILICONA Variante de la silicona (ver) que se encuentra en estado de gel. Un gel es un sólido con la densidad del líquido, formado por una fase continua sólida y otra discontinua líquida. Los geles de silicona se utilizan en las mamoplastias, pero también para reducir cicatrices hipertróficas para plantillas.

GELES DE POLIADICIÓN Sustancias en forma de geles (ver gelidificación) con propiedades para generar efectos de poliadición. Esta última es una reacción química debida a un proceso iniciado por el desplazamiento de átomos de hidrógeno, en la que se unen dos componentes básicos diferentes, formando macromoléculas. En la poliadición no se desprenden productos secundarios. Los ejemplos más típicos son los poliuretanos (ver) y las resinas epoxi (ver).

GELIFICACIÓN Proceso químico-físico para estabilizar reactivos y mezclas de reactivos. Se utiliza, generalmente, en biología molecular. La gelificación es un proceso donde los componentes se estabilizan a temperatura ambiente mediante la adición de diversos agentes gelificantes. Este proceso no altera la estructura de las proteínas y la interacción entre los reactivos se anula hasta que la reacción es activada por el usuario. Es el proceso por el que se crean los geles.

GEOMETRÍA FRACTAL Un fractal es un objeto semigeométrico cuya estructura básica se repite a diferentes escalas.

Es fundamentalmente la geometría natural.

De alguna manera se podría considerar que la geometría fractal describe lo que la euclídea no puede, ya que se basa en la simplificación.

Las geometrías típicamente fractales son, por ejemplo, los árboles, donde la forma general se repite en una rama mayor, así como en las sucesivas, hasta llegar a observar cómo una ramita pequeña tiene una forma muy similar al total del árbol. El brócoli tiene también una geometría fractal, del mismo modo que los tendones o las nubes. Él termino deriva del latín fractus que significa quebrado o fracturado. Los fractales pueden ser generados por un proceso recursivo o iterativo, capaz de producir estructuras autosimilares a cualquier escala de observación. Los fractales son estructuras geométricas irregulares y de detalle infinito. Se le atribuyen las siguientes características: es demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos tradicionales, posee detalles a cualquier escala de observación, es autosimilar (exacta o estadísticamente) y se define mediante un simple algoritmo recursivo.

GOMA Estado de algunos materiales que consiste en una elevada elasticidad y viscosidad. La producen de forma natural los árboles, al realizarles una incisión en su corteza. Desde el punto de vista industrial, el término goma hace referencia a materiales elastoméricos como los elastómeros termoplásticos (ver TPE), cauchos (ver caucho, ver látex) o siliconas (ver).

GRANITO Roca plutónica constituida esencialmente por cuarzo, feldespato y, normalmente, también mica. Es la roca más abundante de la corteza continental. Se produce cuando el magma con alto contenido en sílice es creado bajo los continentes por fusión de las rocas que los forman y que están sometidas al calor del manto. Es un material natural (ver material natural, piedra) empleado en escultura y arquitectura.

El granito se utiliza desde los tiempos de las pirámides. Actualmente, se emplea para recubrimientos de fachadas y monumentos. Es muy recurrente para encimeras de cocina debido a su alta durabilidad y sus cualidades estéticas.

En ingeniería, el granito pulido se ha utilizado para hacer planos de referencia, dado que es relativamente duro e inflexible.

H

HALÓGENAS, LÁMPARAS Variante de la lámpara incandescente, en la que el vidrio se sustituye por un compuesto de cuarzo, que soporta mucho mejor el calor, lo que permite lámparas de tamaño mucho menor, dejando que el filamento y los gases se encuentren en equilibrio, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil. La lámpara halógena tiene un rendimiento mayor al de la lámpara incandescente entre 18 y 22 lumens/watio y una vida útil más larga (1500 horas).

HEMOSTASIA Procedimiento quirúrgico para el control de las hemorragias.

HIDROCARBUROS Compuestos químicos formados por hidrógeno (ver) y carbono (ver), fundamento de la materia orgánica. En el ámbito industrial, los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que a los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. Los hidrocarburos constituyen una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.

HIPOCLORITO SÓDICO — LÁTEX HIDRÓFOBO Cualquier elemento que rechace el agua. Esta repulsión es característica de los materiales impermeables como los plásticos. Los materiales hidrófobos también se aplican como tratamiento superficial para mejorar el mantenimiento de otros materiales, como, por ejemplo, las cerámicas.

HIDRÓGENO Elemento químico representado por H. Es el elemento químico más ligero y el más abundante, constituyendo el 75% de la materia del universo. El elemento hidrógeno elemental es muy escaso en la tierra y se produce a nivel industrial a partir de los hidrocarburos, o a partir del agua, mediante electrólisis (método mucho más caro). El hidrógeno puede formar compuesto con la mayoría de los elementos y está presente en el agua y en la mayoría de los compuestos orgánicos.

HIDRÓLISIS Reacción química del agua con una sustancia.

Entre las sustancias que pueden sufrir esta reacción se encuentran numerosas sales, cuyos iones constituyentes, al ser disueltos en el agua, se combinan con los iones hidrónio (H3O+) o bien con los iones hidroxilo (OH-) o con ambos. Dichos iones proceden de la disociación del agua. Esto produce un desplazamiento del equilibrio de disociación del agua y, como consecuencia, se modifica el valor del pH. HIDROMETRÍA Medición del agua, ya sea como la cantidad de agua que corre por un río, la que pasa por una tubería, la que se produce en un pozo, la que llega o sale de una planta de tratamiento o la que consume una ciudad. El caudal se conoce cuando se mide el agua que pasa por un río o por una tubería durante una unidad de tiempo.

HIDROXIAPATITA (HA) Fase mineral del hueso. Químicamente está compuesto por fosfato de calcio (ver). Al haber logrado su sintetización artificial, se abre un gran campo de acción para el desarrollo de prótesis óseas, ya que se trata de un material biomimético (ver) natural.

HILERA CERÁMICA Componente de la máquina extrusora (ver extrusión) en contacto con el material extrusionado. Tradicionalmente, se han fabricado en metal, pero debido a la alta fricción que debían soportar su durabilidad era baja. Al ser la cerámica el material más resistente al desgaste, se consigue alargar la vida útil de la pieza, disminuyendo las paradas de la producción.

HIPERTENSIÓN La tensión alta o hipertensión (HTA) es un término que se refiere al hecho de que la sangre viaja por las arterias a una presión mayor que la deseable para la salud. En algunos casos, puede haber mareos, sangrado por la nariz o dolores de cabeza. Se da por problemas en la

circulación del torrente sanguíneo o en el riñón y puede causar graves complicaciones cardiovasculares.

tención de un ratón sobre cuya espalda se ha reconstruido una oreja humana (Massachussets Institute of Technology).

HIPOCLORITO SÓDICO Se conoce popularmente con el nombre de lejía. Es un fuerte oxidante químico, dado que contiene cloro en estado de oxidación +1 y es, por lo tanto, un oxidante fuerte y económico.

Debido a esta característica, destruye muchos colorantes, por lo que se utiliza para blanquear.

Esta propiedad es fuertemente desinfectante.

También se emplea para potabilizar el agua.

INMUNOHEMATOLOGÍA Ciencia que estudia los problemas de rechazo y compatibilidad en las transfusiones de sangre.

HORMIGÓN ARMADO Material compuesto (ver), fundamental para la construcción. Está formado por una matriz de cemento y grava y unos refuerzos metálicos (armadura). Existen diferentes variantes de armadura con fibras, fibras plásticas, fibras de vidrio, de acero o combinaciones de barras de aceros (ver) y fibras, dependiendo de los requerimientos a los que esté sometido el producto final.

HORMIGÓN POLÍMERO Material compuesto de distintos tipos de áridos ligados mediante resinas de poliéster (ver). La ligereza de este material facilita enormemente la puesta en obra y su reducido porcentaje de absorción de agua garantiza su completa estanqueidad. Así mismo, su inalterabilidad a los ciclos hielo-deshielo, su alta resistencia a cualquier producto y al choque y su mínimo desgaste por abrasión son otras características que hacen del hormigón polímero un material de alta calidad.

HPDC (HIGH PRESSURE DIE CASTING) Proceso de fundición que permite obtener paredes mucho más delgadas respecto al molde.

El material fundido entra en la cavidad muerta bajo una alta presión y una gran velocidad. Con este sistema se eliminan porosidades e inclusiones de aire.

I

INCANDESCENTES, LÁMPARAS Dispositivo eléctrico que produce luz mediante el calentamiento de un filamento metálico.

El invento se atribuye a Edison. Las lámparas incandescentes son ineficientes ya que transforman el 90% de la electricidad que utilizan en calor.

INGENIERÍA TISULAR Creación en el laboratorio de tejidos humanos.

La ingeniería tisular persigue poder reemplazar las partes del cuerpo humano perdidas por enfermedad o en un accidente. Uno de los experimentos más espectaculares ha sido la ob-

INMUNO-MODULADOR Efecto que regula la creación de anticuerpos.

Es una sustancia que altera la respuesta inmunológica, aumentando o disminuyendo la capacidad del sistema inmunitario para producir anticuerpos séricos específicos o células sensibilizadas que reconocen y reaccionan con los antígenos que inician su producción. Los corticosteroides, los agentes citotóxicos, la limosina y la inmunoglobulina son sustancias inmuno-moduladoras. Algunas de estas sustancias son de origen natural y otras de carácter farmacológico o sintético.

MATERIALES INTELIGENTES Ver materiales adaptativos.

INYECCIÓN El moldeo por inyección puede producir artículos más complejos que el proceso de extrusión, pero no es un proceso continuo. En esta técnica de moldeo el polímero se inyecta dentro de un molde a alta presión, el molde se mantiene a una temperatura prefijada mientras el polímero se enfría, las mitades del molde se abren y el artículo terminado se expulsa. Para partes pequeñas, muchos moldes están montados en una misma máquina y el plástico fundido se inyecta simultáneamente en todos ellos. Los productos que se obtienen están en su forma final, pudiendo ser rígidos o flexibles, expandidos o compactos y de mucho detalle.

IONES ÓXIDOS Hace referencia a los iones O2-. Participa en las reacciones de oxido-reducción (ver red-ox).

Un ión es un átomo cargado eléctricamente. Un anión es aquel cargado negativamente y un catión, positivamente.

ISOPROPANOL Alcohol isopropílico (IPA). Es un líquido claro, incoloro y de olor característico. Se utiliza, principalmente, en bases para diluyentes de pinturas, lacas o barnices. También participa en la formulación de esencias, aceites esenciales, productos de higiene o limpieza.

K

KEVLAR Marca comercial de DuPont de una variante de poliamida (ver) empleada generalmente como fibra (ver). Se caracteriza por una resistencia y tenacidad (ver) espectaculares. Existen dos tipos de fibras de Kevlar: el Kevlar 29 y el Kevlar

49. El 29 es la fibra tal y como se obtiene de su fabricación y se usa como refuerzo en tiras por sus buenas propiedades mecánicas o para tejidos. Entre sus aplicaciones está la fabricación de cable, ropa resistente o chalecos antibalas.

El Kevlar 49 se emplea cuando las fibras se van a embeber en una resina para formar un material compuesto (ver). Se utiliza como equipamiento de deportes extremos o en la industria aeronáutica.

L

LANA DE ACERO Material formado por una maraña de fibras (ver) metálicas. Es como un estropajo de hilo de acero de diferente grosor, en virtud de la aplicación que quiera hacerse. La lana gruesa se utiliza para limpiar manchas y el polvo de la madera. La lana media se aplica entre mano y mano del barnizado o como acabado final de la madera antes de proceder a pintar y la lana fina es perfecta para limpiar y pulir metales y como remate final en el barnizado de la madera. Es una herramienta que se utiliza para abrillantar, pulir o desbastar superficies de distinta índole como maderas antes de barnizar, metales antes de tintar o para pulir pavimentos, entre otros.

LÁSER Acrónimo del inglés Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation (amplificación de luz mediante emisión inducida de radiación). Se conoce por láser a los dispositivos electrónicos basados en la emisión de un haz de luz monocromático amplificado de manera extraordinaria. Los láseres o rayos láser tienen aplicaciones casi ilimitadas en la industria, la medicina o la investigación científica. Algunos ejemplos son: calentar, cortar o fundir materiales de una forma excelentemente precisa. También es útil para fotografías de breve exposición (solo alguna billonésima de segundo). En construcción se consigue una alineación precisa de las estructuras. Se emplean también para realizar precisas medidas geodésicas, para experimentos de relatividad, para atrapar un número determinado de átomos en vacío y experimentar con ellos y para la inducción de reacciones físico-químicas de lo más variadas. En comunicaciones, el uso del láser respecto a las microondas, aumenta el flujo de datos unas 1000 veces. También es fundamental en medicina para el corte de precisión y mínimamente invasivo o la soldadura de retina. En general, el láser podría ser considerado como una superlinterna de posibilidades infinitas y de excelente precisión.

LÁTEX El látex de goma natural (ver caucho, ver goma) es un producto procedente de la materia lechosa del árbol del caucho (Heavea Braziliensis). Aún así y del mismo modo que el caucho, se sintetiza, generalmente, en el laboratorio, para

LED — MEMBRANA

MEMORIA DE FORMA — NÍQUEL (Ni)

su empleo como material industrial. Entre los productos que pueden contener látex, podemos destacar: preservativos, máscaras de anestesia, llantas de automóvil, boquillas de biberón, globos tensiómetros (puños para tomar la presión arterial), guantes, tubos endotraqueales, gomas de borrar, chupetes, mangos de raquetas, gafas para nadar, jeringas o colchones.

MAGNETISMO Fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción y repulsión a otros materiales. Hay algunos materiales conocidos como imanes (a base de níquel y hierro) cuyo magnetismo es muy fácil de detectar, aunque en mayor o menor medida, casi todos los materiales se ven influidos por un campo magnético.

LED Siglas en inglés de Light Emitting Diode (diodo emisor de luz). Es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz prácticamente monocromática cuando se polariza de forma directa y es atravesado por una corriente eléctrica. Los leds están siendo utilizados, últimamente, como alternativa de bajo consumo de las lámparas de incandescencia tradicionales, que, a diferencia de estos, emiten luz fría y son, en cómputo general, una alternativa ecológica de iluminación.

MAGNETOELECTRÓNICA Ver espintrónica.

LEXAN Marca registrada de policarbonato (ver policarbonato) de la compañía multinacional General Electric Plastics.

LIOFILIZACIÓN Separación del agua de una sustancia mediante congelación y posterior sublimación a presión reducida del hielo formado, para dar lugar a un material esponjoso que, posteriormente, se disuelve con facilidad. Su uso está muy extendido en la deshidratación de los alimentos, materiales biológicos u otros productos muy sensibles al calor.

M

MADERA Nombre genérico del material que componen los troncos de los árboles, raíces y ramas, exceptuando la corteza. A nivel técnico, podría considerarse como un material compuesto con una matriz de lignina, reforzado de fibras de celulosa. Existen infinidad de tipos diferentes de madera dependiendo de la tipología y edad del propio árbol y oscilan en un amplio espectro de durezas, densidades y colores. Al ser un material natural, su utilización puede implicar problemas a nivel medioambiental, así como ser considerada como el material más ecológico. Esta diferencia depende de su procedencia y de la gestión de los bosques por parte de las industrias competentes. Su utilización es casi ilimitada, convirtiéndola en uno de los materiales más versátiles que existen, pues su empleo es generalizado tanto como material estructural y arquitectónico e incluso como industrial a los bienes de consumo, los recursos ornamentales o como fuente de energía.

MALLA DEPLOYÈ También conocido como metal extendido. Consiste en una sucesión de incisiones sobre una plancha metálica lisa y su posterior empuje sobre el hilo obtenido hasta conseguir la medida y forma solicitada. Normalmente la malla resultante tiene forma de retícula romboidal.

MARCADOR BIOLÓGICO Molécula que se encuentra en la sangre y demás tejidos y fluidos biológicos, que puede ser el signo de estado normal de salud o enfermedad. Entre los ejemplos de marcadores biológicos están las enzimas, los productos de las reacciones enzimáticas, las concentraciones de hormonas y el ADN mutado.

MÁRMOL Roca compacta con alto grado de cristalinidad, formada a partir de roca caliza sometida a elevadas temperaturas y presiones. Su empleo está generalizado en el sector de la construcción y en la escultura. Se presenta en diferentes colores y betas naturales aunque el más conocido tiene un color blanco puro, con un alto brillo y dureza. Este es el conocido blanco Macael, originario de esta comarca almeriense del sureste español.

MASTECTOMÍA Extirpación quirúrgica de la mama, generalmente debido a tumores malignos o malformaciones.

MATERIAL COMPUESTO Material formado por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente, cuyas propiedades son superiores a las de la suma de sus elementos por separado.

Este fenómeno es conocido como sinergia y se produce por la aparición de un tercer elemento llamado intercara, resultado de la diferenciación de fases insolubles entre sí. Este tipo de materiales es omnipresente en la naturaleza como, por ejemplo, la madera compuesta por celulosa y lignina o el propio hueso, compuesto por una matriz cerámica de hidroxiapatita, con fibras orgánicas de colágeno embebidas, que le dotan de elasticidad. En el caso de los materiales compuestos sintéticos, también conocidos como composites, sus partes son generalmente una matriz continua con refuerzos en forma de fibras. Ejemplos de compuestos son las populares resinas plásticas de vinilester reforzadas de fibras de vidrio o las epoxi (ver) reforzadas de

fibras de carbono, así como el hormigón armado (ver), compuesto por una matriz de cemento y un refuerzo de varillas metálicas.

(no dejan pasar a la materia) o semipermeables (permiten el paso de ciertos componentes a partir de ella).

metales tóxicos. Algunos ejemplos de metales pesados son: el mercurio, el plomo, el cadmio y el talio.

vista biológico, se le considera un elemento esencial, presente en las enzimas y regulando varios procesos.

MATERIALES ACTIVOS Ver materiales adaptativos.

MEMORIA DE FORMA Efecto propio de los materiales llamados inteligentes o adaptativos (ver materiales adaptativos), que consiste en una variación macroscópica inducida por una transformación de fase microscópica debido a un cambio térmico o a la aplicación de tensión mecánica. Este efecto puede ser unidireccional o bidireccional. Este fenómeno se observa con sus matices diferenciadores en aleaciones metálicas, en cerámicas e incluso de polímeros. Se pueden aplicar como actuadores en robótica (ver alambre muscular), en sistemas de abrazaderas, en termostatos y en odontología entre muchas otras.

METANIZACIÓN Proceso de tratamiento de la materia orgánica en la que un medio anaeróbico, y por acción de determinadas bacterias, la materia se descompone en metano (ver) y otros elementos.

MORBILIDAD Proporción de personas que enferman en un lugar y tiempo determinados.

METACRILATO (PMMA) Polimetilmetacrilato. Polímero termoplástico transparente, de bajas propiedades mecánicas pero buen acabado superficial. Se emplea sobre todo como sustituto del vidrio en rótulos comerciales y en el campo de los bienes de consumo y el diseño. Sus nombres comerciales más conocidos son el Plexiglas y el Lucite.

MICROBIOTA INTESTINAL Conjunto de bacterias beneficiosas situadas en el intestino, que ayudan a la regulación de sus funciones. Son esenciales para la absorción de determinados nutrientes y forman, en conjunto, un ecosistema que se autorregula y permanece en equilibrio. Es también conocida como flora intestinal.

METAL AMORFO Material metálico generado por el enfriamiento brusco de una aleación metálica (un ratio de un millón de grados por segundo), dando como resultado un metal cuya estructura interna no tiene ningún tipo de orden. Esta característica dota al metal de propiedades de alta resistencia a la corrosión y muy buena tenacidad, entre otras.

MICROESTRUCTURA AMORFA Disposición aleatoria de la red molecular que forma un material. Esta estructura desordenada, es, generalmente, debida a un enfriamiento rápido, así como al tamaño y disposición de los enlaces y moléculas. Esta microestructura confiere propiedades especiales al material como, por ejemplo, la transparencia. Los vidrios y algunos polímeros son amorfos.

METAL DE TRANSICIÓN METALOIDE Conjunto de metales de transición (ver) que tienen características semiconductoras. El término metaloide hace referencia al comportamiento semimetálico que presentan algunos elementos químicos.

MICROESTRUCTURA CRISTALINA Disposición ordenada de la red molecular que forma un material. Los materiales típicamente cristalinos son los metales o las cerámicas. Los plásticos (ver) plantean la particularidad de ser amorfos o semicristalinos, es decir, de poseer una fase cristalina en un medio amorfo. Los vidrios son amorfos.

MATERIALES ADAPTATIVOS Amplia generación de materiales caracterizados por su capacidad de responder de forma controlada a un estímulo externo, así como de recordar ciertos efectos. Hay diversos tipos de efectos considerados inteligentes como la memoria de forma, la electroluminiscencia, la piezoelectricidad, la magneto o la electrorreología. En resumen, un material inteligente o adaptativo está más cerca de la propia naturaleza, al interaccionar de forma reversible con el medio, de forma similar a como lo haría un ser vivo. Los materiales adaptativos son también conocidos como materiales activos, funcionales, inteligentes o smarts. Algunos de los materiales que forman parte de esta gran familia son: los materiales con memoria de forma (ver), los materiales electro y magnetoactivos, los materiales fotoactivos y los cromoactivos, entre otros.

MATERIALES FERROELÉCTRICOS Son aquellos que, espontáneamente, presentan una polarización iónica interna, cuyo sentido se puede invertir mediante la aplicación de un campo electromagnético externo suficientemente alto. Normalmente son cerámicas.

Estos materiales muestran numerosas propiedades debido a su polarización espontánea y su inversión, como la aplicación en memorias de ordenador.

MATERIALES NATURALES Son los materiales que la propia naturaleza ofrece de forma espontánea, es decir, sin la intervención directa de la mano del hombre.

Estos pueden ser tanto de una fuente viva animal o vegetal o de una inerte, generalmente de naturaleza cerámica. Son ejemplos la madera y el hueso o la piel, así como la arcilla o la roca.

MECANIZACIÓN Proceso industrial, por el cual, partiendo de una pieza en bruto (tocho), se llega al resultado final por medio de un proceso de eliminado de material. Este proceso de conformado puede darse por arranque de viruta o por abrasión.

En el primero, las esquirlas desprendidas son relativamente voluminosas, de modo que no se pueden controlar con exactitud las dimensiones finales de la pieza procesada. En el segundo, se desprenden partículas diminutas, generalmente incandescentes, por el rozamiento con un elemento abrasivo. De este modo, se puede controlar perfectamente la magnitud de la pasada, siendo este, un método mucho más preciso.

MEMBRANA Estructura en forma de lámina, elástica o no, que se utiliza, generalmente, para separar dos medios diferentes. Pueden ser impermeables

COMPOSITE METAL-CERÁMICA Material compuesto (ver) de una matriz metálica y un refuerzo cerámico. Son utilizados, generalmente, para componentes resistentes al desgaste y a la temperatura.

METALES DE TRANSICIÓN Conjunto de elementos situados en la parte central del sistema periódico. Su nombre viene de su posición, ya que actúan de transición o puente entre los elementos del grupo 2, situados a su izquierda, y los del grupo 13, a su derecha. Son metales de transición elementos tan populares como el hierro, el titanio, la plata o el oro, así como otros menos conocidos como el osmio, el hafnio o el rutenio.

METALES PESADOS Grupo de elementos químicos metálicos que presentan una densidad relativamente elevada, así como una importante toxicidad. Por esta característica, suelen ser conocidos como

METANO Formado por una molécula de carbono con cuatro de hidrogeno (CH4), es el hidrocarburo más sencillo. En la naturaleza se genera como un gas, resultado de procesos de descomposición de materia orgánica. Tradicionalmente no ha tenido aplicación, aunque últimamente está utilizándose como combustible.

MICRÓN Unidad de medida correspondiente a una milésima parte de un milímetro. Es también conocido como micrómetro.

MICROONDAS Onda electromagnética definida en un rango de frecuencias entre 300Mhz y 300Ghz y una longitud de onda de entre 1mm y 1 m. Sus aplicaciones son variadas y van desde el popular horno microondas hasta las comunicaciones por radiodifusión. También tiene usos bélicos a modo de arma paralizante o como radar.

MOLIBDENO Metal de transición. Puro, es de color blanco, muy duro y tiene el punto de fusión más elevado de entre todos los elementos. Se emplea como aleante para aceros, aportando dureza y resistencia a la corrosión. Desde el punto de

MOTOR IÓNICO También conocido como propulsor iónico. Es un tipo de propulsión espacial que utiliza un haz de iones en lugar de combustible líquido. En relación a los tradicionales de combustible, presenta una mayor eficiencia energética aunque también una aceleración menor.

MUCOADHESIÓN Capacidad de ciertas macromoléculas, sintéticas o biológicas, de adherirse a los tejidos mucosos (cubiertos por una capa de células). Esta propiedad se utiliza en medicina para aumentar el tiempo de absorción y la efectividad de los fármacos.

MULTICAPA Configuración microscópica del material, consistente en la sucesión de distintas láminas de un mismo material o de una combinación de distintos. Este método es empleado, generalmente, en envases plásticos, de modo que se logra combinar las distintas propiedades de plásticos como el PP, el EVOH o el PS. El efecto perseguido con la sucesión de distintas capas es la barrera a los gases, para lograr una mejor conservación de los alimentos.

N

NANÓMETRO Unidad de medida correspondiente a una millonésima parte de un milímetro. Es equivalente al tamaño que ocupan entre 3 y 5 átomos.

NEOPRENO Nombre comercial de DuPont para la goma elástica de policloropreno. Por sus propiedades aislantes y su elasticidad, se utiliza en trajes de buceo, aislamiento eléctrico o correas para ventiladores de automóviles. También es muy útil en juntas para sellados, en mangueras o fundas elásticas.

NÍQUEL (Ni) Metal de transición (ver) cuyo símbolo químico es Ni. Es notable por su resistencia a la corrosión y a la oxidación. Es un metal blancuzco que se utiliza en el electrorrecubrimiento y como elemento aleante del acero y otros metales para incrementar la ductilidad y la resistencia a la corrosión. Las aleaciones de níquel reciben el nombre de superaleaciones, por su excelente resistencia a la corrosión y su buen comportamiento, tanto mecánico como corrosivo, a elevadas temperaturas.

NiTi — PIRÓLISIS NiTi Aleación de níquel y titanio, que en una proporción equimolar, presenta propiedades de memoria de forma (ver).

NITINOL Nombre comercial de las aleaciones NiTi (ver NiTi) cuyas propiedades de memoria de forma (ver), las han hecho muy populares en odontología, cardiología y otras aplicaciones de índole industrial. Su nombre viene de Nickel Titanium Naval Ordenance.

NITRURO DE BORO Compuesto binario de nitrógeno y boro. Es el segundo material más duro después del diamante, por lo que se emplea como abrasivo, como punta de corte, como aditivo para aleaciones o carga para materiales compuestos.

NITRUROS En química, cada uno de los compuestos binarios formados por nitrógeno (ver) y un metal.

O

ONE SHOT Proceso de conformado de materiales compuestos (ver) caracterizado por ser de un solo golpe. Es decir, la fabricación de la pieza requiere una sola operación.

ORGANILÉPTICAS Conjunto de características que posee la materia como textura, sabor, olor o color.

ORTESIS Dispositivos mecánicos para corregir, estabilizar o proteger alguna parte del cuerpo dolorida o inflamada, como tobilleras o rodilleras. En ortopedia, se denominan ortesis y ortosis a los elementos que se insertan en el zapato para corregir formas de marcha anormales.

OSTEOINTEGRACIÓN Proceso de unión mecánica firme, directa, estable y duradera producida entre el tejido óseo y el implante. El hueso vivo crece y se adhiere perfectamente a la superficie del implante.

Actualmente, el material osteointegrador más popular y efectivo es el titanio. Es por esto, que la mayoría de implantes de cadera o dentales, así como chapas y tornillos utilizados para la reducción de fracturas, sean de este material.

OSTEOMIELITIS Inflamación del tejido óseo debido a una infección.

OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Variación del estado electrónico de un elemento por causas químicas (ver reacciones red-ox).

Por ejemplo, los metales que se encuentran en la naturaleza, exceptuando los metales nobles,

PÍXELES — POLIETILENO (PE) están en estado oxidado. Para obtener el metal se ha de reducir el propio metal, lo que implica una variación del estado electrónico del mismo.

Otro ejemplo es la variación electroquímica que se produce en las pilas, con el objetivo de generar corriente eléctrica.

OXICOMBUSTIBLE Combustible que se presenta, normalmente, en forma gaseosa y que debe su poder a la combustión de oxígeno. El uso de oxígeno en el proceso de combustión tiene numerosas ventajas, entre ellas: el aumento de producción por reducción o eliminación del nitrógeno; ahorro de combustible por una mejor eficiencia de la combustión; reducción del volumen de gases de salida; reducción de las emisiones de SOx, NOx y CO, y reducción del nivel de ruido, entre otras. ÓXIDO Compuesto químico que contiene uno o varios átomos de oxígeno. Casi todos los elementos forman combinaciones estables con oxígeno.

Son óxidos mayoritariamente los materiales cerámicos, aunque también se presentan en forma de gases o líquidos, más conocidos como anhídridos. En el caso de la oxidación en metales, no solo provoca la negativa corrosión (como en el hierro), sino que también puede crear una capa protectora como en el caso del aluminio (ver) y el titanio (ver). A este efecto positivo se le llama pasivación si es espontánea o anodización si es artificial. ÓXIDOS COMPLEJOS Óxidos (ver) formados por varios elementos cuya microestructura presenta una geometría peculiar.

P

PASTEURIZACIÓN HIPERBÁRICA Método para el procesado de alimentos que consiste en envasarlos en recipientes herméticos flexibles resistentes al agua y someterlos a un alto nivel de presión hidrostática (ver) (entre 4.000 y 6.000 bares) durante unos minutos.

Bajo estos niveles de presión, las bacterias, los hongos y las levaduras se mantienen inactivos, por lo que no perjudican a las propiedades de los alimentos.

PCM PHASE CHANGING MATERIALS Anglicismo que significa materiales con cambio de fase. Poseen la particularidad de almacenar y liberar una gran cantidad de energía al pasar de sólido a líquido. Estos materiales se han empleado, por ejemplo, en termos o tazas para el calentamiento o refrigeración instantáneos de bebidas. Actualmente, su empleo está más enfocado a la construcción y la aclimatación sostenible. Su aplicación en paredes y techos permite el calentamiento o enfriamiento de la estancia por la variación de la temperatura

exterior. También se emplean en tejidos inteligentes o en refrigeración de ordenadores portátiles, así como en la industria aerospacial o energética.

PÉPTIDOS Tipo de moléculas biológicas compuestas por la unión de aminoácidos mediante un tipo especial de enlace llamado peptídico. Al igual que las proteínas, son indispensables en la regulación de muchas funciones vitales. A diferencia de estas, son más pequeños y tienen una composición más sencilla.

PÍXELES Cada una de las unidades homogéneas caracterizadas por un brillo y color concretos que definen una imagen digital. La calidad de la imagen (la resolución), depende, directamente, del número de píxeles que la compongan.

El plomo tiene una gran variedad de usos, que incluyen: balas, perdigones, pesos de pesca, soldaditos de plomo, volantes de inercia, etc. Es constituyente de muchas aleaciones para soldadura, peltre, metales antifricción y aleaciones fusibles y maquinables.

PLACA FOTOVOLTAICA Dispositivo constituido por un conjunto de celdas, fabricadas, generalmente, a partir de cristales semiconductores de silicio, cuya función es captar la energía lumínica del sol y transformarla en electricidad.

POLIAMIDA (PA) Polímero termoplástico semicristalino de color blanco, cuya estructura interna puede llegar a ser similar a una proteína. Existen diversos tipos de poliamidas, entre los que se incluyen poliamida 6, poliamida 10, poliamida 11, poliamida 12, poliamida 8, poliamida 9, poliamida 46 y copolímeros más sofisticados. Es un material tenaz, fuerte y resistente al impacto. Es resistente al desgaste, y por esto se utiliza en engranajes y carcasas de taladros industriales, cepillos de dientes y utensilios de cocina. Como inconveniente, presenta una alta absorción de humedad con inestabilidad dimensional asociada. Las propiedades eléctricas (conectores) y mecánicas se ven influenciadas por el contenido en humedad. Cuando arde desprende un olor muy característico a pelo quemado. Da origen a fibras como el Nylon, el Kevlar (ver), o estructuras como el Nomex, todas ellas marcas registradas de DuPont y de tanta popularidad, que han llegado a ser reconocidas prácticamente como nombre genérico. Su acrónimo es PA.

PEROVSKITA Mineral que se encuentra en la naturaleza y está compuesto por óxido de titanio y calcio. A nivel industrial hace referencia a una estructura cerámica tipo. Su estructura forma canales por lo que es empleada en sistemas catalizadores.

PLÁSTICOS ECOLÓGICOS Conjunto de polímeros termoplásticos sintetizados a partir de sustancias vegetales como el almidón de la patata, del maíz o del girasol y cuya característica fundamental es la propiedad de la biodegradación (ver plásticos hidrosolubles, ver biodegradable).

PET Acrónimo de Polietilentereftalato. Es un termoplástico semicristalino de la familia de los poliésteres. Su aplicación estrella son las botellas transparentes para bebidas gaseosas, por su baja permeabilidad al gas. También se utiliza en la industria textil como fibras para forros polares entre otras. Con él se fabrican también películas fotográficas, cintas de vídeo y recipientes para el horno. Las calidades reforzadas y cargadas se utilizan en engranajes, rejillas de ventilador de pipa, interruptores eléctricos y artículos deportivos.

PLÁSTICOS HIDROSOLUBLES Polímeros termoplásticos como los tradicionales sintetizados a partir del petróleo, pero procedentes de sustancias vegetales como el maíz o la patata. El plástico ecológico más extendido es el ácido poliláctico PLA (ver). Su principal virtud, además de proceder de una fuente renovable, es la biodegradabilidad. En el caso de los hidrosolubles, esta reinserción inocua en el medio se produce en contacto con el agua a temperaturas generalmente superiores a los 50ºC, permitiendo, de este modo, su empleo en usos cotidianos.

PIEDRA Nombre genérico utilizado para denominar los materiales naturales (ver) caracterizados por una elevada consistencia, tales como el mármol, el granito o el resto de rocas. La piedra se utiliza tanto en arquitectura como en escultura.

PLÁSTICO REFORZADO DE FIBRAS (PRF) Material compuesto (ver), formado por una matriz polimérica generalmente termoestable y un refuerzo de fibras cerámicas. El refuerzo puede ser de fibras de vidrio (ver), en cuyo caso el acrónimo es PRFV, o de carbono, en el que será PRFC. En el primer caso, la matriz suele ser resina de poliéster (ver) o de viniléster (ver). En el segundo caso, la matriz suele ser epoxi (ver).

PILA Nombre genérico para definir a las celdas con función de acumular o generar energía. También son conocidas como baterías. Existen pilas de diversos voltajes y sistemas químicos de generación de energía. Las últimas generaciones de pilas están encaminadas al aprovechamiento del hidrógeno como combustible.

PIRÓLISIS Descomposición de un compuesto por acción del calor. Desde el inicio de los tiempos, el hombre se ha servido del fuego para transformar y crear materiales, mediante el cultivo de las conocidas como artes pirolíticas como la alfarería, la metalurgia y la vidrería. Actualmente, la pirólisis se emplea, además de a nivel industrial, en bienes de consumo como los hornos. En este caso, se ha extendido el efecto de limpieza pirolítica, gracias al cual se pueden limpiar con facilidad los restos de la cocción, mediante una calcinación de la materia orgánica a elevadas temperaturas.

PLATA (Ag) Metal de transición (ver) blanco, brillante, blando, dúctil y maleable. Es el mejor conductor metálico del calor y la electricidad. Se encuentra en la naturaleza formando parte de distintos minerales (generalmente en forma de sulfuro) o como plata libre. Es muy escasa en la naturaleza (representa una parte en 10 millones de corteza terrestre). La mayor parte de su producción se obtiene como subproducto del tratamiento de las minas de cobre, cinc, plomo y oro.

PLATA IÓNICA Elemento químico en estado iónico (cargado eléctricamente) utilizado como agente bactericida.

PLOMO (Pb) Elemento metálico blando, dúctil y pesado, cuyo símbolo químico es Pb. Es de color gris claro y su principal mineral es la galena (PbS).

POLIAMIDA KAPTON Nombre comercial de DuPont para unas láminas especiales de poliamida (ver). Tiene la capacidad de retener sus propiedades en rangos de temperatura que van de los -200ºC a los 400ºC. Es retardante de llama y autoextinguible, llegando a carbonizar a temperaturas de 800ºC. Su aplicación más popular son las mantas térmicas de urgencias, las bolsas para mantener el traslado de alimentos congelados y las aplicaciones electrónicas.

PA 12 Acrónimo de un grado de poliamida (ver poliamida). Esta poliamida se caracteriza por poseer el menor índice de absorción de agua.

POLIAMIDA REFORZADA CON FIBRA DE VIDRIO Material compuesto (ver) termoplástico, formado por una matriz de poliamida (ver) con fibras de vidrio como refuerzo. Estas pueden ser tanto largas como cortas (normalmente cortas), y a diferencia de los compuestos termoestables, puede ser inyectada y es reciclable.

Las mejoras que se obtienen con el refuerzo de fibras de vidrio, son una mayor tenacidad (ver), resistencia al impacto, a la rotura, a la temperatura y, en general, se mejoran las propiedades de la poliamida sin reforzar, permitiéndole ser empleada en usos estructurales o eléctricos, entre otros.

POLICARBONATO (PC) Polímero termoplástico (ver) amorfo. Se agrupa entre los polímeros técnicos por sus elevadas propiedades. Dichas propiedades son: alta resistencia al impacto (escudos de policía,

viseras de cascos, dispensadores de bebidas, señales, piezas de aviones, etc.), transparencia (lentes), excelente resistencia de fluencia, amplios límites de temperatura, alta estabilidad dimensional, buenas características eléctricas y comportamiento autoextinguible. Las calidades transparentes tenaces se utilizan como lentes, películas, parachoques, faros o recipientes. La resistencia a las altas temperaturas se aprovecha para fabricar mangos de recipientes, cafeteras, tapas de palomiteras, secadores de cabello y carcasas de aparatos.

POLIÉSTER (Ver resina de poliéster, ver poliéster termoplástico).

POLIÉSTER TERMOPLÁSTICO Grupo de polímeros termoplásticos formado por el PET y el PBT (ver), cuyas características principales son: un alto efecto barrera (ver) a los gases, una elevada estabilidad dimensional y propiedades eléctricas. Sus aplicaciones generales son el envasado de bebidas gaseosas para el PET y asas para ollas y sartenes o planchas para el PBT. POLIESTERENO Polímero termoplástico (ver) amorfo de gran consumo. Los vasos de plástico transparentes están hechos de este material, igual que los bolígrafos Bic y muchísimos otros objetos.

También son de poliestereno una gran cantidad de partes moldeadas de los interiores de los coches, como, por ejemplo, los botones de la radio. El poliestereno también se usa en juguetes, en la fabricación de las partes exteriores de los secadores de cabello, los ordenadores y algunos accesorios de cocina, además de ser el plástico de las carcasas. A partir del poliestereno se llegan a sintetizar diversos tipos de copolímeros del estireno como una variante de alta resistencia al impacto del HIPS. El ASA utilizado como embellecedor de aglomerados o el SAN de uso en carcasas. Así como el ABS, empleado en todo tipo de carcasas que requieran un buen acabado superficial, buenas propiedades mecánicas y la capacidad de ser pintado o cromado. Sus derivados, en general, mejoran propiedades como la resistencia al impacto, la resistencia química y la degradación por efecto de los UV. POLIETERETERCETONA (PEEK) Polímero termoplástico (ver) de ingeniería, cuyas propiedades principales son una muy alta resistencia mecánica al desgaste, a los agentes químicos y sobre todo térmica, siendo capaz de trabajar en regimenes constantes de 250ºC. Su precio es muy elevado y se aplica, exclusivamente, en productos de ingeniería.

POLIETILENO (PE) Polímero termoplástico (ver) semicristalino de gran consumo, englobado en la familia de las poliolefinas junto al polipropileno. El polietileno es, probablemente, el polímero que está más presente en nuestra vida diaria. Básicamente, hay dos tipos: el de baja densidad (Low Densi-

POLIMERIZACIÓN — PVC ty PolyEthylene, LDPE) y el de alta densidad (High Density PolyEthylene, HDPE). También se pueden distinguir el polietileno lineal de baja densidad, que es más resistente, y el polietileno de peso molecular ultra-alto (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene, UHMWPE), que se utiliza para fabricar prótesis. Es químicamente inerte. Se utiliza para fabricar desde depósitos de gasolina de coches y motos, hasta bolsas de basura, films de invernaderos y juguetes, entre muchas otras aplicaciones. Al arder, desprende un olor similar al de la cera. Su acrónimo es PE. POLIMERIZACIÓN Proceso químico por el que las unidades llamadas monómeros se unen en macromoléculas llamadas polímeros, que constituyen a los plásticos.

POLÍMERO Sustancia integrada por grandes moléculas, consistentes en unidades repetidas (monómeros). Existen polímeros naturales como los cauchos o la propia celulosa de la madera y polímeros sintéticos, que se conocen como plásticos y elastómeros.

POLÍMERO TERMOESTABLE Variedad de polímeros caracterizados por ser infusibles. A diferencia de los termoplásticos (ver), estos al elevar la temperatura se descomponen y fallan; por lo tanto, no pueden ser reciclados (ver). En cambio, presentan mejores propiedades mecánicas, de aislamiento, térmicas y eléctricas. Son generalmente empleadas en materiales compuestos (ver). Son polímeros termoestables las resinas epoxi (ver), poliéster o vinilester.

POLÍMERO TERMOPLÁSTICO Variedad de polímeros, caracterizada por la capacidad de ser fundidos durante un extenso número de ciclos sin que pierdan por ello las propiedades iniciales. Por este motivo, a diferencia de los termoestables (ver), los termoplásticos son reciclables (ver). Pertenecen a esta familia plásticos como el polietileno (ver), el polipropileno (ver), el poliestireno (ver), el policarbonato (ver), la polisulfona (ver) y el metacrilato (ver).

POLIOLEFINAS Familia de termoplásticos (ver) semicristalinos cuya estructura molecular es la más sencilla.

Se consideran poliolefinas o polialquenos, los distintos tipos de polietilenos (ver), polipropilenos (ver) y los copolímeros elastómeros (ver TPE) polietileno-polipropileno.

POLIPROPILENO (PP) Termoplástico semicristalino (ver) de gran consumo, perteneciente a la familia de las poliolefinas (ver). A diferencia del polietileno, su temperatura de servicio es bastante superior. Sus aplicaciones son muy versátiles, desde artículos de vajilla lavables a máquina, hasta todo tipo de envases, recipientes y bienes de consumo en general. Su acrónimo es PP.

PVC PLASTIFICADO — RTM (RESING TRANSFER MOULDING) POLISULFONA (PSU, PES, PESU) Polímero termoplástico (ver) amorfo de uso técnico. Forman parte de los plásticos denominados de alta temperatura, ya que pueden trabajar en continuo a temperaturas superiores a los 180ºC y aguantar picos de temperatura de hasta 230ºC. Posee una muy buena resistencia al impacto, buenas propiedades ignífugas y buena estabilidad dimensional.

POLIURETANO (PUR) Tipo de resina que puede presentarse como termoplástica o termoestable. Probablemente sea uno de los polímeros más versátiles. Su uso más conocido es en forma de gomaespuma, para todo tipo de colchones, tapicerías e incluso estropajos. También se utiliza como adhesivo, como pintura, como aislante térmico o en la industria textil en las populares fibras de Lycra, e incluso como sustituto del látex en preservativos para personas alérgicas a este.

PORCELANA TRANSLÚCIDA Porcelana de pasta dura que contiene cenizas de hueso (adición de ceniza de hueso a la piedra o a la arcilla). Fue desarrollada por Josiah Spode a principios del siglo XIX en Inglaterra.

La porcelana es una cerámica de origen chino, que destaca por su blancura y sonoridad. A lo largo de los siglos se guardó fielmente el secreto de fabricación, hasta que en Europa consiguió reinventarse. A partir de entonces, su uso ha trascendido de lo artístico y ha formado parte del desarrollo de la ingeniería y la electrónica como material técnico.

PP/EVOH/PP Plástico multicapa (ver) compuesto por una sucesión de láminas de polipropileno, alcohol etilvinílico y polipropileno. Los envases fabricados con este compuesto plástico presentan la resistencia a la temperatura del PP (ver) junto con el efecto barrera al oxígeno y los aromas del EVOH, por lo que el conjunto ofrece una solución óptima para la conservación de los alimentos, al mismo tiempo que permite su uso tanto en el microondas como en el congelado.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA Presión ejercida por un fluido en reposo. En un fluido en movimiento, la presión ejercida también se debe a la propia velocidad del fluido.

PRINCIPIO ACTIVO Nombre común del medicamento respecto a su marca comercial. Por ejemplo, el nombre comercial sería aspirina y su principio activo, el ácido acetilsalicílico. Es, por tanto, la materia origen capaz de realizar cambios en un organismo vivo.

PROBIÓTICO Alimentos que poseen microorganismos vivos de efecto beneficioso para la actividad intestinal y el organismo en general, siempre y cuando se ingieran las cantidades necesarias.

PROPIEDADES HIDRÓFILAS Capacidad de ciertos materiales de absorber la humedad.

PROPIEDADES REOLÓGICAS Distintas propiedades que regulan el movimiento de los fluidos, tales como la fluidez y la viscosidad. En otras palabras, variar las propiedades reológicas de un fluido es, de forma figurada, algo parecido a variar la dureza del líquido.

PROYECCIÓN TÉRMICA Proceso de proyección a elevada temperatura (estado fundido o semifundido) y velocidad de partículas de diferentes materiales sobre diferentes substratos. Se utiliza como proceso de endurecimiento superficial empleado para la mejora de la resistencia al desgaste, a la corrosión y a las altas temperaturas. Para rociar se utiliza una pistola que aporta energía cinética y térmica al material, por medio de una corriente de gas o aire comprimido impulsada contra la superficie que hay que recubrir, preparada previamente. Las aplicaciones de los sistemas de proyección térmica son muy diversas. En el caso de la automoción, muchos de los componentes de los coches se ven sometidos a esfuerzos mecánicos o químicos considerables y a elevadas temperaturas, con lo que recubrirlos mediante proyección térmica ayuda a su mejora energética y de vida en servicio.

PROYECCIÓN TÉRMICA HVOF (HIGH VELOCITY OXY FUEL) Es un tipo de proyección térmica (ver) de alta velocidad y temperatura.

PULVERULENTO Estado de la materia en forma de polvo.

PULVIMETALURGIA Proceso de fabricación basado en la compactación de polvos metálicos muy finos. Tras este conformado se aplica un proceso de calentamiento en atmósfera controlada llamado sinterizado que permite la solidificación de la pieza. Este proceso de fabricación se emplea en el conformado de piezas de precisión como engranajes o también para controlar el grado de porosidad del material.

PUZOLANA Materiales silicios que, en presencia de agua, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio y forman compuestos con propiedades cementantes. Existen también puzolanas naturales procedentes de las rocas y cenizas volcánicas, como los que utilizaron los romanos para la invención del cemento Pórtland. Las artificiales suelen provenir de la combustión del carbón, de las escorias de la fundición férrea o de cenizas de residuos agrícolas.

PVC Acrónimo del policloruro de vinilo. Polímero termoplástico (ver) amorfo de gran consumo.

Muy utilizado en los sectores de embalaje y construcción. Se caracteriza por tener un buen aislamiento eléctrico y una buena resistencia

a la intemperie. Tradicionalmente, había sido muy empleado en juguetería en aplicaciones flexibles como mordedores o cabezas de muñecas. Sin embargo, la teórica toxicidad del plastificante empleado, así como la fama de antiecológicos de los radicales de cloro, han hecho que su uso se vea en recesión.

PVC PLASTIFICADO Variedad del PVC, muy flexible. Se utiliza para aplicaciones como bolsas de plasma y suero para hospitales, juguetes, pelotas u objetos hinchables.

Q

QUITOSANO Es el segundo polímero natural más abundante después de la celulosa. Químicamente es muy similar a la quitina del exoesqueleto de los moluscos o las uñas. Las aplicaciones del quitosano son muy amplias en farmacia, cosmética, textil o agricultura. Se emplea como film plástico muy resistente y biodegradable. También como insecticida, bactericida y virucida muy eficaz, así como de conservante para alimentos. En alimentación también se emplea como emulsionante, estabilizante del color, en dietética y como protector de nutrientes fácilmente oxidables. Además, tiene una gran aplicación en biotecnología como la separación de proteínas y en lechos para birreactores.

R

RADIACIÓN IONIZANTE Son aquellas radiaciones que tienen la energía suficiente para ionizar la materia, es decir, desplazar los electrones de sus órbitas. Pueden ser producidas por materias radioactivas o equipos de rayos X. RADIACIÓN NO IONIZANTE Radiación que no es capaz de arrancar electrones de la materia sobre la que impacta.

RADIACIONES GAMMA Ondas electromagnéticas (ver). Es el tipo más penetrante de radiación, por ser de longitud de onda corta. Por este motivo, se necesitan capas muy gruesas de plomo y hormigón para detenerlas.

RADIOFRECUENCIA Porción menos energética del espectro electromagnético. Estas ondas se pueden generar aplicando corriente alterna a una antena. Son las ondas utilizadas en telecomunicaciones por radiodifusión y las microondas.

RAYOS X Radiación ionizante (ver) invisible y capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionarse en películas fotográficas. Su descubrimiento ha sido fundamental para el desarrollo de la medicina, ya que posibilita obtener imágenes del interior del cuerpo por medio de las radiografías.

REACCIONES RED-OX Reacciones de transferencia de electrones características de la reducción y la oxidación.

Para que exista una reacción red-ox es necesario que en el sistema se dé una especie que ceda electrones y otra que los acepte. El reductor es quien tiende a ceder electrones y quedar cargado positivamente y el oxidante el que los acepta y, por tanto, queda cargado negativamente. Las reacciones red-ox son las que se dan en las pilas electroquímicas para generar corriente gracias al intercambio electrónico.

RECAUCHUTADO Proceso por el cual se vuelve a cubrir de caucho un neumático desgastado. Una vez comprobado que el neumático no padece ningún tipo de daño grave que afecte a la seguridad, se procede a instalarle una nueva banda de rodadura.

De este modo, se consigue reutilizar el neumático de una forma rápida y sencilla.

RECICLABLE Capacidad de un gran número de materiales para que una vez usados, puedan volver a integrarse en el proceso industrial de una forma análoga a la materia virgen. Son materiales reciclables todos los polímeros termoplásticos (ver), los metales, el vidrio o el papel. Para favorecer este proceso, es necesario que en el diseño del producto, se tenga en cuenta el proceso posterior al fin de su ciclo de vida. Es decir, que se plantee un correcto desamblaje de las piezas y posterior separado de los materiales.

RADIACIONES ALFA Flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones.

Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Poco penetrantes aunque muy energéticas e ionizantes.

RECICLADO Proceso por el cual se reintroduce en el ciclo industrial a los materiales previamente utilizados y que han llegado al fin de su ciclo de vida.

RADIACIONES BETA Flujos de electrones o positrones resultantes de la desintegración de neutrones o protones del núcleo. Es más penetrante pero menos ionizante que la radiación alfa (ver).

REFRACTARIO Materiales que resisten la acción del fuego sin alterarse. Generalmente, las cerámicas son las que mayor temperatura soportan, por lo que son los materiales utilizados como recubrimientos refractarios para hornos industriales y aplicaciones similares.

REOLÓGICO Ver propiedades reológicas.

RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) Residuos originados por la actividad doméstica y comercial en ciudades y pueblos. Al ser cada vez más ingentes las cantidades de desperdicios producidos, una correcta segregación para su posterior reciclado es una responsabilidad de primera orden que cada ciudadano ha de asumir. Estos residuos se componen de los de naturaleza orgánica, procedentes fundamentalmente de la alimentación. El papel y el cartón, las revistas, los diarios o las cajas. Los plásticos, fundamentalmente constituidos por envases, y elementos de usar y tirar. El vidrio de botellas y la vajilla y los metales de las latas.

RESINA DE POLIÉSTER Tipo de polímero termoestable (ver) empleado como matriz en materiales compuestos reforzados de fibra de vidrio. Es utilizado, también, como aglutinante en superficies sólidas a base de polvos minerales, o como elemento ornamental, aprovechando sus cualidades de transparencia, incluyendo motivos vegetales y minerales en su interior. Muy popular en los años 60 en la fabricación de mobiliario, embarcaciones de recreo e incluso en el popular coche Citröen Meari.

RESINA EPOXI Tipo de polímero termoestable (ver) empleado, fundamentalmente, como matriz para materiales compuestos reforzados de fibras de carbono.

También se utiliza como pintura transparente protectora de la corrosión o aislante eléctrica.

RETICULACIÓN IÓNICA Proceso de creación de enlaces entre cadenas por bombardeo iónico (ver radiación ionizante). Mediante una reticulación de su microestructura se logra una mejora en sus propiedades mecánicas entre otras cosas.

ROTOMOLDEO Proceso industrial para el conformado de materias plásticas que consiste en la rotación de un molde cerrado en los tres ejes cartesianos.

Las piezas obtenidas son huecas debido a la fuerza centrípeta producida por la rotación a elevada velocidad. Con este método se conforman, pelotas, muñecos, mobiliario y piezas de gran tamaño.

RTM (RESING TRANSFER MOULDING) Proceso de fabricación de materiales compuestos (ver), consistente en la inyección a alta presión de la resina sobre la fibra de vidrio (ver) o de carbono (ver fibra de carbono) premoldeada. Mediante este proceso se obtienen piezas complejas y de espesor uniforme.

SEDA — SUPERFICIE TRANSDUCTORA

S

SEDA Fibra natural que segregan las larvas de distintas especies de gusanos y con la que hacen sus capullos. La industria textil utiliza la seda para la confección de telas que destacan por su suavidad y especial brillo. Otro tipo de seda es la de araña, que destaca por su excelente tenacidad (ver) y elasticidad. Esta ha sido objeto de investigaciones para lograr su síntesis en laboratorio durante décadas, ya que se considera uno de los materiales más espectaculares que existen. Para hacernos una leve idea, suponiendo una sección del hilo de la punta de un lápiz, un hilo de telaraña sería capaz de detener a un Boeing 747 en pleno vuelo.

SEMICONDUCTOR Material que se comporta como conductor o como aislante, dependiendo de la temperatura a la que se someta. El material de principio se comporta como aislante por las diferencias que existen entre las bandas de energía. Al elevar la temperatura, esta diferencia se reduce y comienza a ser conductor de la electricidad. Por tanto, se puede incluso lograr regular la capacidad de conducción de la energía eléctrica del material. El semiconductor más conocido es el silicio (ver), aunque existen otros como el arseniuro de galio GaAs. SEMISÓLIDO Estado de la materia en el que su consistencia es menor que en el estado sólido, pero que no llega al estado líquido, que se caracteriza por un deformación sin grietas y rebote elástico. El estado semisólido es el requerido para el moldeo de las aleaciones metálicas.

SENOIDAL Gráfica de la función matemática del seno de la trigonometría. También corresponde a un tipo de onda que representa esta gráfica.

SENSOR GMR Acrónimo de Tecnología Magnetoresistiva Gigante.

SHAPE MEMORY ALLOY (SMA) Aleaciones con memoria de forma (ver memoria de forma, ver materiales adaptativos).

SICOTAN Y SICOPAL Nombre comercial de BASF para unos pigmentos con efecto de reflexión de la luz. Estos son aplicables como aditivos (ver) en barnices, recubrimientos estéticos, pinturas y yesos, logrando el reflejo de la radiación. De este modo, se consigue un efecto de aislamiento térmico sin necesidad de añadir paneles de aislamiento.

SILICATOS Compuestos más abundantes de la corteza terrestre y que constituyen más del 75% de la

misma. Están formados por silicio y oxígeno, acompañados de otros elementos como el aluminio, el magnesio o el calcio.

SÍLICE Nombre común para el dióxido de silicio. Es uno de los compuestos de la arena y de la composición del cuarzo natural. Este mineral se utiliza para fabricar vidrio, cerámicas o cementos.

SILICIO Elemento químico no metálico. Concretamente, el segundo más abundante de la corteza terrestre, después del oxígeno. Se puede presentar de forma amorfa (ver microestructura amorfa y silicio amorfo) o cristalizada (ver microestructura cristalina). Su aplicación más popular se da en la fabricación de siliconas. También es fundamental en las cerámicas técnicas (ver) y, sobre todo, por sus cualidades como semiconductor (ver) en la industria electrónica para la fabricación de chips y paneles fotovoltaicos, entre otros.

SILICIO AMORFO Tipología de silicio que posee una microestructura amorfa (ver). Es mucho más barato y accesible que el silicio policristalino (ver). Se emplea en paneles fotovoltaicos delgados.

SILICIO POLICRISTALINO Tipología de silicio que posee una estructura regular policristalina (ver estructura cristalina y silicio).

SILICONA Polímero inodoro e incoloro que, a diferencia del resto de polímeros, está compuesto a base de silicio (ver) en lugar de carbono. Sus características principales son la resistencia a altas temperaturas, la elasticidad y la adherencia. Se aplica como adhesivo, como lubricante, en prótesis de mama y como elastómero (ver).

SLC (SUB LIQUIDUS CASTING) Voz inglesa referida a la inyección de aleaciones ligeras como el aluminio en estado semisólido (ver). Respecto al tradicional moldeo en estado líquido, este proceso evita los inconvenientes producidos por la alta porosidad, consiguiendo obtener piezas de altas propiedades a un coste razonable. Esta ventaja se debe a que, en este proceso, la inyección es a baja temperatura, sin turbulencias y con una mayor uniformidad en las condiciones de enfriamiento.

SLEEVER Film habitualmente termoretráctil utilizado en la industria del envase y del embalaje. Generalmente, los sleever son aplicados como etiquetas en botellas.

SMART MATERIALS Ver materiales adaptativos.

TECNOLOGÍA CAPACITIVA — TROQUELADO SMC (SHEET MOULDING COMPOUND) Proceso de fabricación más importante en plásticos reforzados de fibras (ver plástico reforzado de fibras y materiales compuestos).

SOPLADO Proceso industrial por medio del cual se consiguen objetos huecos tanto de plástico como de vidrio. Es generalmente utilizado para la fabricación de botellas. Existen dos variantes: la extrusión soplado o la inyección soplado. En la primera se extrusiona (ver) un parisón o macarrón y posteriormente se insufla aire a presión dentro de un molde que confiere la forma final.

En el segundo proceso, la preforma se inyecta (ver) y se procede al insuflado. De esta manera, se logran menores tiempos de conformado.

STELLITE Aleación base níquel (ver superaleaciones), caracterizada por su elevada resistencia a la corrosión, desgaste y temperatura.

STENDS Dispositivo en forma de malla tubular empleado en intervenciones quirúrgicas cardiovasculares y renales con la función de reforzar o desobstruir las arterias afectadas.

SULFURO DE HIDRÓGENO (H2S) También conocido como ácido sulfhídrico. Es un gas incoloro y con un fuerte olor a huevos podridos. Molesto en cantidades ínfimas, y muy tóxico en concentraciones elevadas, aun en exposiciones cortas. Las principales fuentes de emisión de este gas son producidas por el hombre en fábricas de papel, refinerías, en la industria peletera y en las depuradoras de aguas residuales.

SUPERALEACIONES Aleaciones metálicas base níquel (ver) o cobalto (ver), caracterizadas, principalmente, por una excelente resistencia a los agentes corrosivos y por una excelente capacidad de conservar las propiedades mecánicas a elevadas temperaturas.

SUPERCONDUCTIVIDAD Propiedad de ciertos materiales que les permite conducir electrones sin resistencia. Esta propiedad desaparece por encima de una temperatura característica de cada material, bajo un campo magnético o al ser sometidos a una densidad de corriente elevada.

SUPERFICIE TRANSDUCTORA Dispositivo que transforma el efecto de una causa física como la presión o la temperatura en una señal eléctrica. En biología, esta definición es aplicable a las proteínas que transforman una acción hormonal en actividad enzimática.

T

TECNOLOGÍA CAPACITIVA Funciona de forma similar a la tecnología resistiva (ver). Existen dos variantes: la de proyección y la de superficie. El equipo detecta los objetos que hacen cambiar la capacitancia del sensor y detecta la ubicación que se ha tocado. Es decir, el dispositivo interpreta el toque antes de llegar a tocar la pantalla con el dedo.

Es muy útil para colocar detrás de un vidrio de seguridad de hasta 2 cm. En la capacitiva de superficie, a diferencia de la resistiva y mucho más que la de proyección, no detectan la presión realizada con guantes, objetos de plástico o aislantes de cualquier tipo.

TECNOLOGÍA RESISTIVA Es la tecnología más económica y utilizada en las pantallas touch screen o sensibles al tacto.

Consiste en una membrana de poliéster que se coloca al frente del monitor. Contiene 5 hilos de material conductor entrecruzados, que detectan un cambio de resistencia cuando se les aplica presión con un objeto.

TECNOLOGÍA MHIC Circuitos Integrados Híbridos de Microondas. (ver circuito integrado) (ver tecnología MMIC).

TECNOLOGÍA MMIC Método de fabricación de Circuitos Integrados Monolíticos de Microondas (ver circuito integrado) basado en semiconductores (ver) que permite interconectar transistores, condensadores, resistencias y bobinas en un mismo chip, junto con múltiples elementos de microondas, tales como líneas de transmisión. Las principales ventajas de los MMIC son un menor coste de producción una vez realizado el diseño, menores tamaños y pesos, así como número de conexiones, o excelentes prestaciones en circuitos con tolerancias estrictas.

TEJIDO TÉCNICO Es el resultado de tejer fibras para usos industriales o especializados. Así como los tejidos tradicionales se emplean exclusivamente como telas para confeccionar vestidos, cortinas, sábanas etc. Los tejidos técnicos tienen aplicaciones especializadas para deportes de alta competición, medicina o automoción. Son tejidos técnicos desde los tejidos de fibras metálicas para la protección de los trabajadores, hasta las gasas utilizadas en cirugía, las redes para pescar, las lonas protectoras o los refuerzos de los neumáticos.

TELEDETECCIÓN También conocida como percepción remota.

Se basa en la obtención de información de un objeto o fenómeno sin tener contacto con él. Se consigue a través del análisis de datos adquiridos por un instrumento que capta el espectro

electromagnético característico, emitido por cada objeto o fenómeno. En general, este proceso se lleva a cabo por satélites artificiales que interpretan las radiaciones emitidas o reflejadas por las distintas entidades.

TEMPERATURA DE CRISTALIZACIÓN Temperatura a la cual la microestructura de un material se ordena y cristaliza (ver estructura cristalina). Un claro ejemplo es el agua, que se hace hielo a 0ºC (cristalino).

TENACIDAD Resistencia que opone un material a ser roto.

Energía que absorbe el material en el proceso de rotura. Los metales son el mejor ejemplo de materiales tenaces, pues son capaces de soportar un impacto, transformando la energía recibida en deformación del material, a diferencia de las cerámicas, que no se deforman, sino que se rompen.

TENACIDAD A LA FRACTURA Su símbolo es la letra K (ver tenacidad).

TERMOCONFORMADO Proceso de fabricación en el que, mediante la aplicación de calor, se deforma una lámina de material y se le dota de la forma requerida. Se aplica, generalmente, a plásticos y materiales compuestos.

TERMOCRÓMICO Propiedad de ciertos materiales de cambiar de color por una variación de temperatura. Esta propiedad se engloba en los materiales inteligentes o adaptativos (ver).

TERMOQUÍMICOS Término asociado, a menudo, a tratamientos de recubrimiento superficial en los que intervienen uno o varios elementos químicos que se depositan en la superficie mediante el proceso de la difusión activado por la temperatura. Este proceso consiste en la entrada de partículas de un tipo de elemento químico en un material al aumentar la temperatura.

TERMOSELLADO Proceso de sellado por efecto térmico, en el que por ejemplo, envases perforados se llenan de producto y se cierran mediante la aplicación de presión y temperatura a un film plástico que hará las veces de tapa del envase. De este modo, el producto contenido quedará cerrado herméticamente.

TERMOTEJIDO Tejido térmico con elasticidad multidireccional y que aporta sobre el paciente una compresión uniforme. A diferencia del neopreno (ver) es transpirable, lo que supone una ventaja muy importante, ya que evita la sudoración excesiva.

TITANIA Nombre con el que se conoce de modo genérico el dióxido de titanio. Este material es una cerámica semejante a la alúmina (ver) donde en lugar de aluminio (ver), hay titanio (ver). A

nivel cromático es una de las sustancias más blancas que existen. Tiene el índice de refracción más alto, por lo que es extremadamente opaco. Y, sobre todo, es un fotocatalizador (ver fotocatálisis) muy eficaz, ya que acelera mucho las reacciones provocadas por la luz del sol.

TITANIO Elemento químico englobado dentro de los metales de transición (ver) de color gris plata. Sus elevadas propiedades mecánicas, de resistencia a la corrosión y a la temperatura, le hacen competir con el acero en cuanto a usos industriales. Sin embargo, su elevado precio limita sus aplicaciones. Se considera aleación ligera junto con el aluminio y el magnesio, por lo que su uso en aeronáutica es muy importante, así como en biomedicina, por sus cualidades de biocompatibilidad (ver) y osteointegración (ver).

TPE Acrónimo de elastómero termoplástico. Los elastómeros, generalmente, han sido los cauchos termoestables, que no son reciclables y, por tanto, son menos ecológicos. La característica principal de un elastómero es una elevada elasticidad que lo hace útil como goma.

Sus usos son muy diversos y pueden servir como muelles, como juntas de sellado, como antideslizante, como cubierta adaptable elástica o como recubrimiento ergonómico para diversos productos.

TREPANACIÓN Práctica médica que consiste en la perforación del cráneo. Se realiza para llevar a cabo intervenciones de neurocirugía, como la extirpación de tumores o coágulos. Sin embargo, tradicionalmente, esta práctica se ha seguido con fines pseudomísticos para sanar enfermedades como la epilepsia, la migraña o las posesiones del maligno.

TRÉPANO Herramienta que se utiliza para perforar el cráneo con fines médicos. Así como la perforación surgida.

TRIBALLOY Aleaciones base níquel y cobalto (ver superlaeaciones) con gran resistencia al desgaste.

Su nombre deriva de tribología (ver) y de alloy (aleación en inglés).

TRIBOLOGÍA Técnica que estudia el rozamiento entre los cuerpos sólidos, con el fin de producir un mejor deslizamiento y un menor desgaste entre el par de rozamiento.

TROQUELADO Proceso industrial que consiste en el recorte de piezas en molde de prensa. Este molde consta de una matriz con la forma en negativo de la pieza y un punzón con el positivo. El proceso se podría resumir de la siguiente manera: una lámina o fleje, generalmente metálico, se sitúa sobre la matriz y mediante un impacto, el punzón perfora el fleje, dando como resultado la

UAV (UNMANNED AIRBORNE VEHICLES) — WC COCR pieza recortada. Este proceso está generalizado en un gran número de piezas metálicas o de peletería. Por ejemplo, en cubertería, monedas o herramientas como llaves.

U

UAV (UNMANNED AIRBORNE VEHICLES) Anglicismo que significa vehículo aéreo no tripulado. En castellano, las siglas que denominan este tipo de sistemas son VANT. Consisten en pequeños aviones que, como su nombre indica, vuelan sin piloto a bordo, teledirigidos o con el trayecto programado. Las funciones de este tipo de aparatos se reducen a labores de reconocimiento y vigilancia.

UNIONES TÚNEL MAGNÉTICAS (MTJ) Capacidad de la industria electrónica, que utiliza el espín del electrón (ver espintrónica) para lograr cabezales de lectura de memorias, memorias magnéticas, etc.

USO TÓPICO Utilización de ciertos medicamentos de forma superficial y localizada. Podemos tomar como ejemplos típicos las cremas y pomadas, que en lugar de ser ingeridas, se aplican sobre la zona afectada.

V

VARIABLES BIOMECÁNICAS/ BIOMECÁNICA Conjunto de magnitudes que influyen en el comportamiento biomecánico de los individuos.

Conjunto de conocimientos interdisciplinares generados a partir de la utilización, con el apoyo de otras ciencias biomédicas, de los conocimientos de la mecánica y distintas tecnologías en, primero, el estudio del comportamiento de los sistemas biológicos y, en particular, del cuerpo humano; y segundo, en resolver los problemas que le provocan las distintas condiciones a las que puede verse sometido. (IBV, Instituto de biomecánica de Valencia).

sílice (SiO2), carbonato sódico (Na2CO3) y caliza (CaCO3). Su manipulación solo es posible mientras está fundido, caliente y maleable. Existen diferentes tipos de vidrios, que se caracterizan por el óxido formador de la red amorfa que los forma. Estos tipos de vidrio son: los basados en el óxido de silicio como formador de red (Vycor y el sodicocálcico); los basados en el óxido de boro y el óxido de silicio, vidrios de borosilicato (Pyrex), y los basados en el pentóxido de fósforo (con excelentes características ópticas).

Dentro de cada uno de estos tipos existen multitud de variantes.

VINILESTER/FIBRA DE VIDRIO Material compuesto formado por una matriz termoestable de vinilester y un refuerzo de fibras de vidrio. El vinilester, por sus excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión y al ataque de ácidos, está especialmente indicado para aplicaciones en materiales compuestos destinados a usos industriales.

VISCOELASTICIDAD Propiedad característica de los polímeros, que presentan, tanto un comportamiento viscoso, como uno elástico. La deformación depende del tiempo. Podemos apreciar esta propiedad en los colchones viscoelásticos, que no recuperan la forma inmediatamente después de haber cesado la carga, sino que necesitan un tiempo de recuperación.

W

WC-COCR Compuesto formado por carburo de tungsteno y aleación de cromo cobalto, utilizado para realizar recubrimientos duros.

VIDRIADO CERÁMICO Compuesto de óxidos que se aplica sobre un soporte cerámico y luego se cuece a elevadas temperaturas hasta lograr su fusión. Una vez se ha enfriado, se forma una cubierta vítrea estable comúnmente conocida como esmalte.

VIDRIO Material duro, frágil y transparente de estructura amorfa (ver) lo que lo dota de su característica transparencia. El vidrio ordinario se obtiene por fusión a unos 1.250ºC de arena de

Definiciones Bea Hernández, Jose F. López-Aguilar, Javier Peña Corrección Jaione Hugalde

Mochila ecológica Rafael Pozo Puértolas Director del master en Diseño y Producción Gráfica. ELISAVA / IDEC - Director del postgrado Producción Industrial del libro. IDEC - Universitat Pompeu Fabra.

Este documento, denominado «Mochila ecológica», informa de la suma de materiales movilizados y transformados durante todo el ciclo de vida de un bien de consumo, desde su creación hasta su residuo (concepto creado por el investigador del Instituto Wuppertal, Friedrich Schmidt-Bleek, en 1994).

Datos técnicos de la edición Para producir las distintas piezas de este libro, se han utilizado los siguientes materiales: Cubierta: cartón estucado a una cara de calidad sólida blanqueada (SBB), a partir de pasta química producida por el método de sulfato de pulpa, que garantiza una higiene y un olor neutro. Plastificado en polipropileno mate a una cara.

Interior: el cuerpo del libro está realizado con papel estucado en volumen, fabricado con pasta química con un bajo porcentaje de cargas minerales. Las páginas finales están realizadas con papel no estucado fabricadas con pasta química libre de cloro.

Impresión: en sistema offset de pliegos con tintas compuestas por pigmentos, resinas y aceites vegetales (secan por penetración, oxidación y polimerización).

Encuadernación: rústica, cosida con solapas con cuadernillos cosidos con hilo de composición 50% de algodón y 50% de naylon. Pegado de lomo en caliente con base de agua realizado con cola orgánica procedente de grasa animal.

Embalaje: protección individual con film termorretráctil. El embalaje está fabricado con cartón ondulado realizado con pastas recuperadas, almidón y vapor de agua. La etiqueta de expedición está fabricada con papel no estucado. La cinta de cierre de la caja es de papel kraft engomado con pegamentos de base agua.

Empresas productoras: Iggesund Holmen Group, Torras Papel Grupo LECTA, GRYCKSBO Distribuidora Unión Papelera Merchanting, s.l. (materias primas) y Novoprint, s.a. (producción) certificadas con la ISO 9001, ISO 14001 y FSC.

Normativa asociada ISO 9001: sistema homologado internacionalmente de gestión de la calidad en el desarrollo, el diseño, la producción, el montaje y el servicio al cliente.

ISO 14001: sistema de gestión y certificación medioambiental. Norma internacional que garantiza la existencia de una política medioambiental dentro de la empresa, soportada por todos los miembros de la misma y que garantiza el cumplimiento de la legislación vigente.

FSC (Forest Stewardship Council): certifica que, en todos los pasos de la cadena de custodia (desde la fabricación de la pasta hasta la impresión), se han respetado unas prácticas correctas medioambientales y sociales. En concreto, la certificación FSC excluye la madera recogida ilegalmente, la violación de los derechos civiles y tradicionales de la población, fábricas excesivamente contaminantes, etc.

Si desea más información sobre temas relacionados con las materias papeleras y los temas medioambientales, consulte: Fabricación de las materias papeleras, autor José Manuel Fernández Zapico, editorial Ediciones CPG – www. edicionescpg.com No abandones este libro y hazlo rodar. Déjalo al alcance de un nuevo lector, entrégalo a una biblioteca y regístralo previamente en: www. bookcrossing-spain.org

Logos

Consumos de esta edición para la fabricación de 750 libros (incremento autorizado del 5%) Fabricación materias papeleras Madera utilizada

2.499 kg

Agua utilizada

76 m3 (80% reutilizada)

Consumo total de agua

15,5 m3

Pastas química, mecánica y recuperada

758 kg

Materias papeleras

1.138 kg (aproximadamente)

Composición del papel estucado del interior del libro

70% de fibra 30% de materia neutra

Producción de calor y electricidad

80% de gas natural 20% de biomasa

Factor de emisión relativa a la producción de energía

2,00 kg CO2/m3

Factor de emisión de un papel FSC

8,00 kg CO2/kg

Producción gráfica Consumo eléctrico

1.993 kWh.

Factor de emisión

0,356 kg CO2/kWh.

Gestión de residuos Materias papeleras sobrantes, maculas y recortes

6% retirados y reconvertidos por empresas certificadas.

Agua del sistema de mojado en la impresión.

70% reutilizada

Líquidos residuales

100% reutilizados o destruidos por empresas certificadas.

Emisión de CO2 a la atmósfera

20,10 kg/libro

(Este cálculo es aproximativo y no incluye los consumos referentes a los transportes para la distribución de los libros.)