V. LOS MATERIALES EN EL ESPACIO

CON bastante frecuencia se suelen escuchar enconadas discusiones sobre los enormes recursos que las grandes potencias destinan a programas de desarrollo de investigaciones y tecnolog�as altamente especializadas y cuyo beneficio pr�ctico no parece estar muy cercano para la humanidad como un todo; consecuentemente surgen preguntas como las siguientes: �En qu� beneficia a la humanidad el que los Estados Unidos o la Uni�n Sovi�tica (lo mismo da) hayan puesto un hombre en la Luna? �Cu�l es el beneficio pr�ctico que se obtiene de los llamados viajes espaciales? Tal vez no sea �sta la primera ocasi�n en que surgen tales cuestionamientos; acaso �stos u otros equivalentes se dieron cuando las expediciones a las Indias o cuando se pretend�a que el hombre volara o pudiera penetrar en las profundidades del oc�ano. Sin embargo, una cosa es clara: entonces como ahora, los beneficios directos o inmediatos pertenecen s�lo a quienes emprenden tales aventuras y cabe hoy en d�a preguntar: �Ha resultado la humanidad beneficiada por tales hechos? �Cuestionar�amos hoy a quienes los realizaron entonces?

En mi opini�n, el mundo de nuestros d�as est� fuertemente influido por esos desarrollos y la humanidad ha resultado muy beneficiada por ellos. Por otra parte, es imposible negar que algunas aplicaciones han sido altamente nocivas. �Qui�n puede negar que la contaminaci�n de la atm�sfera o de las aguas es debida en buena medida a tantos y tantos desarrollos tecnol�gicos? �Qui�n puede ver con buenos ojos el que una de las primeras aplicaciones de la fisi�n nuclear haya sido la destrucci�n de seres humanos o que el avi�n, tan �til para transportar alimentos, pasajeros, elementos de auxilio, etc., tambi�n se utilice para transportar destrucci�n? Considero importante hacer notar que, en t�rminos generales, los avances logrados por el hombre siempre le han reportado un beneficio. El que en ocasiones se haga un uso antihumanitario de estos avances es una cuesti�n de �ndole moral o �tica, pero que de ninguna manera debe imponer limitaciones al conocimiento humano y a su labor creativa. Hagamos votos para que seamos capaces de usar nuestros propios descubrimientos para beneficio de la humanidad, y aceptemos el reto de que algunos avances cient�ficos y tecnol�gicos puedan traer consigo consecuencias nocivas.

LA INVESTIGACI�N AEROESPACIAL

Los conocimientos adquiridos y las tecnolog�as generadas como consecuencia inmediata de la investigaci�n y el desarrollo aeroespaciales ya est�n influyendo en la vida cotidiana de gran parte de los habitantes del orbe. Los materiales que se han desarrollado pueden clasificarse en dos grandes grupos:

1) Los que se han desarrollado para poder enfrentarse a las condiciones a las que se ven sujetos los veh�culos, individuos e instrumentos en este tipo de viajes, y

2) Aquellos que se han "fabricado" en esas condiciones.

1. Materiales desarrollados para aplicaciones espaciales

Uno de los problemas m�s serios en los vuelos en general y particularmente en los espaciales es el de la estructura de la nave; dicho de otra manera, la resistencia mec�nica que debe tener el veh�culo para soportar las velocidades, aceleraciones, impactos y esfuerzos a los que habr� de verse sujeto. Tambi�n deben tomarse en cuenta factores como las temperaturas y presiones que encontrar� en su recorrido, y el factor igualmente importante del propio peso de la nave.

Fibras de carb�n/grafito. Estas consideraciones y otras similares fueron las que condujeron al desarrollo de las fibras compuestas de carb�n/grafito.

El carb�n es el elemento n�mero 6 en la tabla peri�dica de los elementos, su peso at�mico es 12.011, tiene dos is�topos (n�cleos con igual n�mero de protones pero n�meros distintos de neutrones) y tradicionalmente se le conocen tres formas alotr�picas (presentaciones): diamante, grafito y carb�n amorfo.

En el grafito monocristalino, que es la forma alotr�pica que nos interesa por ahora, los �tomos se encuentran dispuestos en arreglos hexagonales que se superponen unos sobre otros para formar una secuencia peri�dica del tipo A B A B A... Los �tomos que se encuentran en un mismo plano (ya sea A o B) est�n unidos muy fuertemente entre s�, mientras que la uni�n entre �tomos de planos distintos contiguos (A con B) es mucho m�s d�bil. �sta es la raz�n por la cual el grafito se presenta en forma de l�minas delgadas, lo que lo hace tan �til para la fabricaci�n de puntillas para l�pices. El espaciamiento entre cada uno de los planos laminares (planos basales) de la estructura de grafito es de 0.355 micrones.

La investigaci�n destinada a la producci�n de materiales aeroespaciales ha producido el llamado grafito turbost�tico, que es un material muy similar al grafito monocristalino excepto porque sus planos basales no tienen un empaquetamiento regular en relaci�n con el eje perpendicular, y porque la distancia promedio entre los planos basales es alrededor de mil veces menor (0.34 nan�metros).

Con este conocimiento fundamental sobre la estructura del carb�n y del grafito ha sido posible "dise�ar" materiales con las propiedades adecuadas para satisfacer las condiciones tan severas del espacio exterior y del vuelo mismo, El secreto est� en conseguir que los planos laminares del grafito se alineen paralelos al eje de la fibra. Y... �c�mo conseguir las fibras de grafito?

�Acaso ser� muy dif�cil?... Aqu� tienen la receta:

El proceso consiste en utilizar una base org�nica (llamada precursor) que debe tener un alto porcentaje de �tomos de carb�n. Mediante calor y la aplicaci�n de tensiones se liberan todas las fracciones vol�tiles para dejar s�lo los �tomos de carb�n y �ya est�! Se obtiene un compuesto carb�n/fibra de grafito. S�lo me resta dar los detalles de los precursores y lo hago a continuaci�n para uno de ellos: las fibras de ray�n, particularmente las que llevan los nombres comerciales Thornel-50 y Thornel-75, que son producidas por Uni�n Carbide. En atm�sfera inerte se las expone a una temperatura de entre 2 700 y 2 800°C y en esa condici�n se les sujeta a cargas tensiles y se les estira y comprime a efecto de alinear los planos en una direcci�n paralela al eje de los filamentos. Estas fibras resultan irregulares en cuanto a su forma, y su di�metro va de 5 a 50 micrones.

Las propiedades espec�ficas de cada fibra dependen b�sicamente del precursor particular del cual se hayan obtenido y del proceso utilizado. As�, por ejemplo, la resistividad el�ctrica puede variar desde un intervalo de 800 a 1 200 ohm-cm para fibras carbonizadas entre 1 500 y l 700°C hasta uno de 150 a 200 ohm-cm si la temperatura de carbonizaci�n es de 2 800°C. En t�rminos generales se puede decir que las fibras de compuestos carb�n/grafito ofrecen una combinaci�n de propiedades de bajo peso, alta resistencia mec�nica y rigidez muy superiores a las ofrecidas por los materiales fibrosos met�licos y no met�licos convencionales utilizados para condiciones de trabajo similares en severidad.

Como se mencion� al iniciar este cap�tulo, el desarrollo obtenido en la investigaci�n aeroespacial no ha quedado limitado a estos usos sino que ya ha producido aplicaciones que benefician a sectores m�s amplios; uno de los primeros ha sido la aeron�utica civil. Muy probablemente usted ya ha disfrutado de esos nuevos materiales, y si en alguna ocasi�n ha abordado un jet DC-lO ciertamente lo ha hecho, pues el sistema de estabilizaci�n vertical utiliza el compuesto ep�xico de fibra de grafito conocido comercialmente como Thornel-300. Otras industrias m�s "terrenales" ya han empezado a utilizar tambi�n las fibras de grafito: la industria automotriz para aligerar los veh�culos y obtener un mejor rendimiento del combustible sin sacrificar propiedades mec�nicas, la industria de la construcci�n reforzando el concreto con fibras de grafito, y hasta la industria de las bicicletas, cuyas estructuras resultan m�s resistentes y ligeras si se fabrican con grafito en vez de usar los materiales tradicionales.

Materiales cer�micos avanzados. Los materiales tradicionales dif�cilmente soportan las condiciones ambientales del espacio exterior. Los metales que en general tienen puntos de fusi�n altos y por ende soportan altas temperaturas tienen tambi�n la caracter�stica de que su densidad es alta. Los pol�meros, que suelen ser menos densos que los metales, tambi�n tienen puntos de fusi�n bastante m�s bajos. La soluci�n parece estar pues en los cer�micos, y �sta es la raz�n por la cual han cobrado tanta importancia en los �ltimos a�os. Tambi�n fueron los materiales "m�s importantes" en los primeros siglos de existencia de la humanidad. �Curioso, no?

La cer�mica de nuestros d�as recibe los nombres de cer�mica avanzada o t�cnica o fina, y se trata de composiciones con alto grado de pureza, constituidas por part�culas ultrafinas, sinterizadas y tratadas bajo condiciones perfectamente controladas. Su diferencia con los materiales cer�micos tradicionales es que �stos se basan principalmente en silicatos, mientras que la cer�mica avanzada incluye nitruros, carburos, �xidos, carbonatos, etc. Estos materiales poseen propiedades especiales, como su alta resistencia a la temperatura, a la corrosi�n y al uso, y propiedades el�ctricas y �pticas que los hacen sumamente �tiles para un gran n�mero de aplicaciones, como se muestra en el cuadro 7.

Cuadro 7. Cer�micas finas.
Funciones	Propiedades	Aplicaciones
Térmicas	- Refractarias -Aislantes -Coductoras térmicas	-Sumideros de calor
Mecánicas	- Alta resitencia - Resistente al uso - Baja expansión térmica - Lubricantes	- Herramientas - Abrasivos - Alabes de turbina - Lubricantes sólidos - Instrumentos de presición
Biológicas y Químicas	- Compatibilidad biológica - Resistencia a la corrosión	- Huesos artificiales - Prótesis - Equipo geotérmico y químico
Electromagnéticas	- Aislantes eléctricos - Conductores eléctricos	- Circuitos integrados - Substratos - Sensores industriales
Ópticas	- Condensación óptica - Fluorescencia - Traslucidez - Conductividad óptica	- Diodos láser - Diodos emisores de luz - Porcelanas traslúcidas resistentes   al calor - Fibras ópticas para   comunicaciones y   dispositivos médico-   quirúrgicos
Nucleares	- Refractarios - Resistencia a la radiación	- Recubrimientos de   contenedores de   combustible - Control

El cuadro 8 muestra una clasificaci�n de las cer�micas de alta tecnolog�a seg�n la funci�n que desempe�an.

Resulta evidente la gran cantidad de aplicaciones que ya se han dado y las que habr�n de darse utilizando estos nuevos materiales, producto directo de la "locura" de conquistar el espacio extraterrestre. Las motores de turbinas de gas y las herramientas de corte son dos ejemplos claros de la utilidad de estos materiales en la vida cotidiana de un n�mero considerable de seres humanos.

Hacia el futuro inmediato. El desarrollo de materiales y los avances en la tecnolog�a de la fabricaci�n de partes para la exploraci�n del espacio desempe�ar�n un papel fundamental en lo futuro. Para el a�o 2000 habr�n de desarrollarse nuevas aleaciones y materiales compuestos para las partes estructurales, superaleaciones cer�micas y compuestos vidriados para los sistemas de propulsi�n.

Metales y aleaciones. Uno de los procesos m�s novedosos para preparar nuevas aleaciones es el conocido con el nombre de solidificaci�n r�pida, que consiste en un enfriamiento extremadamente r�pido del material original desde su fase l�quida a una fase s�lida en forma de polvo. Este enfriamiento suele producirse a raz�n de un mill�n de grados por segundo. En la actualidad este proceso ha producido aleaciones de aluminio con rigidez espec�fica y resistencia mec�nica mayores y aleaciones de aluminio o n�quel con resistencias a la temperatura superiores a las conocidas con anterioridad.

Otros procesos desarrollados durante la b�squeda de materiales �tiles para la exploraci�n espacial y que son, o muy pronto ser�n, de gran importancia en la vida cotidiana son el formado superpl�stico, la difusi�n de enlaces o soldadura por estado s�lido y el formado total.

 

Cuadro 8.
Materiales	Aplicaciones
FUNCIONES ELÉCTRICAS
Materiales aisladores (Al2O3, BeO, MgO)	- Substratos para circuitos, alambrados, resistores e   interconecciones electrónicas
Materiales ferroeléctricos (BaTiO3, Sr TiO3)	- Capacitores cerámicos
Materiales piezoeléctricos	- Vibradores, osciladores, filtros, tec. - Transductores, humidificadores   ultrasónicos, generadores de   piezoeléctricos, de chispa, tec.
Materiales semiconductores (BaTiO3, SiC, ZnO-Bi2O3, V2O5 y otros óxidos de metales de transición)	- Sensores y compensadores de  temperatura - Elementos calefactores, interruptores, compensadores de   temperatura, etc. - Elementos sensores de calor - Sensores de infrarojo - Eliminación de ruido - Absorbedores de variaciones de corriente, etc. - CdS sinterizado para celdas solares - SiC como calentador en hornos eléctricos, calentadores   miniatura, etc. - Electrolito sólido para baterías de sodio - ZrO2 cerámico como sensor de oxígeno, medidor de pH
Materiales conductores iónicos ( -Al2O3, ZrO2 )
Ferritas blandas	- Cabezas para grabación magnética, sensores de   temperatura, etc.
Ferritas duras	- Imanes de ferrita, motores de potencia fraccionada, etc.
FUNCIONES ÓPTICAS
Alúmina traslúcida	- Lámparas de vapor de sodio a alta presión
Magnesio traslúcido, mulita, etc.	- Para tubos de iluminación, lámparas especiales, materiales    para ventanas en el infrarojo
Cerámicas traslúcidas   Y2O3-ThO2	- Material láser
Cerámicas PLZT	- Elementos de memoria luminosa, despliegues de video y   sistemas de almacenaje, elementos moduladores de luz,   válvulas de luz, etc.
FUNCIONES QUÍMICAS
Sensores de gas (ZnO, Fe2O3, SnO2)	- Alarmas para fugas de gas, ventiladores automáticos,   detectores de flúor o carbón, etc.
Sensores de humedad   (MgCr2O4-TiO2)	- Elementos de control de conocimiento en hornos de   microondas, etc.
Portadores catalíticos	- Portadores catalíticos por control de emisión
Catalizadores orgánicos	- Portadores de enzimas, zeolitas
Electrodos (titanatos, sulfatos y boratos)	- Procesos fotoquímicos, producción de cloro
FUNCIONES TÉRMICAS
Cerámicas ZrO2, TiO2	- Radiadores infrarrojos
FUNCIONES MECÁNICAS
Herramientas de corte (Al2O3, TiC, TiN, otros)	- Herramienta cerámica, herramienta cerment, diamante artificial, herramienta nitrurada
Materiales resistentes al uso (Al2O3, ZiO2)	- Sensores de presión, selladores mecánicos, tiralíneas cerámicos, cojinetes, guías de tarraja
Materiales resistentes al calor (Al2O3, Si3N4, SiC, otros)	- Motores cerámicos, álabes de turbina, intercambiadores de calor, quemadores para soldadura, crisoles para combustión a alta frecuencia
FUNCIONES BIOLÓGICAS
Implantación de cerámica de alúmina y biovidrio de hidroxiapatita	- Maxilares y raíces de dinetes artificiales, huesos artificiales
FUNCIONES NUCLEARES
Combustibles nucleares (UO2, UO2-PuO2) Material para revestimiento (C, SiC, B4C) Material para blindaje (SiC, Al2O3, C, B4C)

El formado superpl�stico consiste en producir grandes cambios en la forma del material, generalmente un metal o una aleaci�n, mediante altas temperaturas y bajas presiones. De hecho el material adquiere una consistencia casi pastosa (pl�stica), lo que permite que se le conforme casi a placer.

La difusi�n de enlaces o soldadura por estado s�lido es un proceso de uni�n de dos metales realizado a altas temperaturas y presi�n. La uni�n se lleva a efecto por la difusi�n, a trav�s de las superficies que han de unirse, de los �tomos de los distintos materiales. Es algo as� como utilizar los propios enlaces qu�micos de los materiales en juego para hacer la soldadura.

El formado total es una t�cnica en la que partiendo de un material en forma de polvo se le da su forma final comprimi�ndolo contra un contenedor de cer�mica, vidrio o acero que tiene ya la forma deseada. Se trata de una especie de rechazado a muy altas presiones teniendo como material a un polvo.

Los nuevos materiales compuestos. Los nuevos materiales compuestos consisten en una matriz, que lo mismo puede ser una resina org�nica o un metal y fibras de alta resistencia que se embeben en la matriz. Como se ha mencionado, la fibra m�s com�n es el grafito, pero tambi�n las hay de vidrio, boro, carburo de silicio, Kevlar (una fibra org�nica) y metales filamentarios. El papel de la matriz es el de mantener unido el compuesto y permitir que el material se pueda conformar en formas diversas.

Debido a la matriz, es posible dise�ar el material para que tenga propiedades tales como resistencia y rigidez. Los materiales compuestos son m�s resistentes que el acero, m�s r�gidos que el titanio y m�s ligeros que el aluminio. Adem�s ofrecen otras propiedades importantes como resistencia a la corrosi�n y a las altas temperaturas. Por estas razones son particularmente efectivos en las estructuras espaciales, las que deben ser tanto resistentes como ligeras. La tecnolog�a relativa a los recubrimientos tambi�n est� recibiendo especial atenci�n y se han desarrollado recubrimientos de cromo, aluminio y aleaciones de itrio con hierro, cobalto o n�quel que ofrecen protecci�n a temperaturas tan altas como 1 700°C.

Una de las aleaciones que ha despertado mayor inter�s en la actualidad para aplicaciones aeroespaciales es la de aluminio-litio, cuya principal virtud radica en su muy baja densidad. Otras aleaciones de aluminio, tales como aluminio-hierro-molibdeno-zirconio funcionan suficientemente bien a altas temperaturas como para competir con el titanio por encima de 1 000°C.

2. Materiales desarrollados en el espacio

Extraer de la Tierra los materiales que �sta nos suministra, tomar ventaja de las propiedades de cada uno de ellos y ponerlos al servicio del hombre es lo que puede llamarse la primera etapa en la historia de los materiales. Violentar algunas propiedades innatas mediante agentes externos como el golpeteo mec�nico o la temperatura fue la segunda gran etapa. La tercera etapa consiste en combinar materiales con propiedades distintas, vali�ndose de agentes externos y obteniendo "nuevos materiales" con "nuevas propiedades" en ocasiones superiores a las pose�das por los constituyentes de origen, pero siempre sujetos a las condiciones impuestas por nuestro h�bitat natural.

Liberarse de alguna de estas condiciones, disminuyendo, por ejemplo, la presi�n atmosf�rica (hacer el vac�o), o simular algunas otras como la humedad, la radiaci�n ultravioleta, la infrarroja (intemperismo acelerado), etc., constituye la etapa siguiente, que puede considerarse a�n vigente a pesar de los grandes avances descritos en los p�rrafos inmediatos a �ste. Pero estamos en el umbral de una nueva etapa en esta fascinante historia: aquella en la cual, una vez dise�ados los materiales que le permiten hacerlo, el hombre abandona su entorno natural y en nuevas condiciones intenta repetir algo de lo ya realizado. Se empe�a en seguir aprendiendo, seguir avanzando, continuar tomando ventaja de aquello que le queda o poner al alcance de su mano lo inaccesible para, nuevamente, ponerlo al servicio del hombre mismo.

Materiales fabricados en el espacio. La fabricaci�n de materiales en la superficie terrestre se realiza siempre bajo la influencia de la aceleraci�n gravitacional y la presencia de la atm�sfera, que puede introducir contaminaci�n adversa, la cual, sin embargo, puede eliminarse utilizando atm�sferas artificiales con gases inertes. Pr�cticamente estamos imposibilitados para eliminar todos los efectos gravitacionales, y �stos son los responsables de fen�menos como la separaci�n de fases, la segregaci�n por densidad, los sobreenfriamientos y algunos tipos de contaminaci�n. La posibilidad de realizar procesos de fundici�n, difusi�n, crecimiento de cristales, etc., en el espacio exterior brinda la oportunidad de eliminar los efectos derivados de la aceleraci�n gravitacional y, consecuentemente, hace que esta posibilidad resulte sumamente atractiva.

En el espacio exterior, en adici�n a la ventaja de la "p�rdida" parcial o incluso total del peso se tiene la ventaja potencial de la energ�a solar y una situaci�n de vac�o m�s favorable. La producci�n de cristales ultrapuros, la separaci�n de sustancias, la homogenizaci�n de compuestos, la obtenci�n de productos farmac�uticos de alta pureza, vidrios y semiconductores son algunas de las �reas en las cuales es m�s promisorio utilizar las ventajas del espacio exterior.

La idea de realizar experimentos en ausencia de corrientes convectivas o vibraciones, en un ambiente est�ril, en vac�o casi perfecto y gravedad pr�cticamente nula no surgi� como resultado instant�neo de los primeros �xitos en los vuelos espaciales, sino que fue una idea acariciada mucho tiempo atr�s por los te�ricos. De esta manera, al abrirse las posibilidades reales de llevarla a la pr�ctica lo que tuvo que hacerse de inmediato fue investigar la manera de realizar esos experimentos en forma enteramente aut�noma.

En la actualidad ya se han realizado varios experimentos con resultados muy exitosos, al grado de que se encuentran en curso los estudios econ�micos respectivos para ver la conveniencia de lo que podr�amos llamar la comercializaci�n del espacio exterior.

Productos para la vida. De �stos, el experimento m�s avanzado es un experimento sobre electroforesis, que es una t�cnica para separar sustancias org�nicas en presencia de un campo el�ctrico y que es muy utilizada para la producci�n de medicinas. Este proyecto se inici� en 1977 y se llev� a efecto por primera vez en el transbordador espacial. Por lo que toca a la comercializaci�n, las expectativas m�s optimistas predicen la existencia de un mercado de varios miles de millones de d�lares para la d�cada de los noventa, aunque hasta la fecha solamente existe un solo producto "espacial" en el mercado, que son unas peque��simas esferas de l�tex.

Semiconductores. Dado que los procesos de manufactura en el espacio son sumamente caros, resulta evidente que los mejores candidatos para procesarse en el espacio son los productos con el mayor valor por unidad de volumen. Sin duda, unos productos que re�nen esta cualidad son los materiales electr�nicos cuya base fundamental son los cristales, que al obtenerse con gran pureza y perfecci�n competir�n muy favorablemente en el negocio de las componentes electr�nicas. Para los futuros programas se han identificado muy buenos prospectos, entre los que se incluyen materiales para detectores de tipos muy diversos, as� como materiales apropiados para chips de computadoras. La extremada limpieza y la ausencia de gravedad existentes en el espacio exterior son condiciones ideales para producir estupendos cristales semiaisladores libres de disoluciones. Los compuestos que se han trabajado son el arsenuro de galio y el fosfuro de indio. Los mejores cristales de arsenuro de galio se han obtenido, hasta la fecha, mediante un procedimiento conocido como crecimiento electroepitaxial, con un rendimiento menor del 17% cuando se obtienen en la Tierra y hasta de 97% cuando se fabrican en el espacio.

El crecimiento electroepitaxial es un procedimiento consistente en hacer pasar una corriente a trav�s de una soluci�n, estimulando por este medio la migraci�n de �tomos hacia la interfase de crecimiento del cristal. El proceso emplea menos energ�a que los otros m�todos com�nmente usados debido a que la temperatura que se requiere para la soluci�n es menor que la temperatura de fusi�n del cristal. Se ha pensado que con este novedoso m�todo se pueden hacer crecer cristales que incluyan combinaciones de elementos de las columnas III y V de la tabla peri�dica de los elementos y otros m�s complejos en los que intervengan tres o hasta cuatro elementos distintos.

Una m�s de las ideas que pueden llevarse a la pr�ctica en las condiciones que brinda el espacio exterior es la denominada "proceso sin paredes" o sin "recipiente".

En ella lo que se pretende es eliminar la contaminaci�n que en el proceso de crecimiento de los cristales en la Tierra proviene del propio contenedor, ya que, en el caso de los dispositivos utilizados en la microelectr�nica, la presencia de elementos extra�os, aun en cantidades sumamente peque�as, produce efectos el�ctricos indeseables. En la Tierra ha resultado imposible eliminar del proceso al contenedor, pero en el espacio esto es posible restringiendo el movimiento de la soluci�n mediante levitaci�n ac�stica, campos magn�ticos muy intensos o por tensi�n superficial entre la soluci�n y una barra del mismo material. He aqu� un ejemplo muy claro de c�mo el hombre ha aprendido a sacar ventaja de las condiciones que le impone la naturaleza. Primero en su h�bitat natural, despu�s en el espacio exterior.

Son dos las fuerzas que determinan principalmente las corrientes de convecci�n, las que a su vez constituyen el mayor obst�culo en el crecimiento de cristales en la Tierra, y una de ellas, la de flotaci�n, se ve eliminada al suprimir la aceleraci�n gravitacional, mientras que la otra, la tensi�n superficial, permanece, y entonces se la utiliza como ya se mencion�.

La metalurg�a. La posibilidad de realizar experimentos en el espacio representa tambi�n una enorme oportunidad para aprender sobre los procesos fundamentales de la metalurgia, ya sea la de los metales puros o la de las aleaciones. Resulta una ocasi�n propicia para comprobar o refutar las viejas teor�as y proponer, de ser el caso, algunas nuevas. Seguramente se originar�n nuevas aleaciones y se optimar�n los procesos de producci�n de algunas ya conocidas.

Cuadro 9. Experimentos propuestos para futuros viajes al espacio exterior
Área	Sistemas meta/aleación	Objetivos
Control sin contenedor / sobreenframiento	Aleaciones a base de Nb Y Nb	Determinar límites de sobreenfriamiento y formación de fases meta-estables
	Nitronic 40 y 40 W	Determinar las relaciones entre microestructuras y propiedades micromagnéticas
	Aleaciones base Fe y base Ni	Fenómenos de solidificación y recocido
	Succinonitrilo puro	Determinar la influencia de la gravedad y el transporte difusivo y correctivo sobre el crecimiento de dendritas a bajo sobreenframiento
	Aleación Ni-Al	Obtener al 100% la fase peritéctica NiAl3
	Aleaciones base Fe y Ni	Entender los mecanismos físicos de sobreenframiento
	Aleación Ni-Sn	Clarificar el proceso de solidificación rápida
Procesado sin contenedor	Aleación Fe-Cr-Y	Determinar cómo el itrio mejora la resistencia a la oxidación a alta temperatura
Medición de propiedades a alta temperatura sin contenedor	Metales de transición de la tercera fila; metales extremadamente refractarios W, Mo	Determinar capacidades caloríficas, calores de fusión e incrementos en la función entalpia.Medir propiedades a alta temperatura por fluorescencia inducida por láser
Sinética de solidificación	Pb-Sn	Determinar origen, espaciamiento y diámetro de los canales de segregación. Estudiar los fenómenos básicos de la solidificación. Desarrollar un modelo simple del crecimiento dentrítico
Solidificación direccional	Succinonitrilo puro con y sin etanol	Estudiar efectos de gravedad y microgravedad en el flujo de fluidos y en la segregación
	Aleación Sn-Bi	Estudiar mecanismos de desestabilización en la interfase de solidificación
	Aleación Bi-Mn y Sm-Co	Estudiar la influencia gravitacional sobre la convección
	Aleaciones Bi-Mn y Pb-Bi	Reducir o eliminar la influencia gravitacional en la convección aplicando un campo magnético transverso
	Hierro colado	Estudiar los papeles de la nucleación homogénea, multiplicación de grano e inoculantes en la formación de la microestructura
Aleaciones no-misibles	Aleaciones Al-In, Cu-Pb, Te-Tl	Determinar cómo se desarrollan los hechos microestructurales de la fase líquida e la brecha de misibilidad de la aleación
	Aleación Pb-Zn	Medir coeficientes de difusión en la región no misisble líquido-fase
Espumas metálicas	Cu-grafito y aleación Pb-Bi	Investigar formación de espuma metálica
Electroplateado	Varias aleaciones	Evaluar el electroplateado producido en el espacio para mejorar el plateado en la Tierra

�Cu�l es la m�nima cantidad de aleante que modifica la estructura de un metal y sus propiedades? �Cu�les son los l�mites de sobreenfriamiento de los metales y aleaciones? �C�mo influyen en el proceso las corrientes de convecci�n y su dependencia de la gravedad, la segregaci�n y el crecimiento dendr�tico? �stas son s�lo algunas de las preguntas que se pueden resolver con los resultados de los experimentos en el espacio.

Son muchos y muy variados los experimentos que se planean realizar o ya se han realizado en las primeras incursiones del hombre al espacio exterior. Los resultados son muy halagadores y en muchos casos se espera poder simular en la Tierra condiciones parecidas a las encontradas en el exterior.

Con las variantes del caso, los experimentos imaginados para el caso de metales y aleaciones son muy parecidos a los descritos en p�rrafos anteriores para los cer�micos y semiconductores. Se tiene en com�n la situaci�n de microgravedad y de ultraalto vac�o, con los efectos que esto conlleva.

El cuadro 9 muestra de manera resumida algunos de los experimentos ya realizados o planeados para futuros viajes al espacio exterior.

El colof�n apropiado para este cap�tulo podr�an ser, en mi opini�n, las siguientes palabras que el doctor Robert Goddard, pionero de la investigaci�n espacial, enviara en una carta a H. G. Wells en 1932:

No puede pensarse en terminar, porque apuntar a las estrellas, tanto en el sentido literal como en el figurado, es un problema que ocupar� a varias generaciones; y as�, por mucho que se avance, siempre se sentir� la emoci�n de estar apenas empezando.

Seguramente que la naturaleza nos tiene reservada una enorme cantidad de sorpresas e interrogantes. La humanidad, por su parte, tambi�n habr� de buscar las correspondientes respuestas, y sin duda para obtenerlas demandar� materiales. As� pues, el libro que aqu� termina seguir� vigente.