Las cerámicas en la industria aeroespacial
Si observamos de cerca un transbordador espacial de la NASA, su aspecto se asemeja al de un puzle inmenso, en el que el fuselaje de la nave se encuentra completamente recubierto por una infinidad de piezas rectangulares que, curiosamente, son de naturaleza cerámica y que garantizan su protección frente a las temperaturas tan extremas a las que queda expuesta.
Así, los transbordadores espaciales están fabricados principalmente de aluminio, un material que resiste únicamente hasta 175 0C sin fallos. Sin embargo, en su regreso a la atmósfera terrestre o “reentrada”, se alcanzan velocidades de 27000 km/h y como consecuencia de la enorme fricción generada, la superficie del transbordador alcanza temperaturas de más de 1600 0C. Este es el motivo por el cual se recurre a un sistema de protección de naturaleza cerámica para evitar que la nave arda de igual modo que un meteorito cuando penetra en nuestra atmósfera.
Cada una de estas piezas cerámicas, ideadas por la NASA, están fabricadas a partir de arena de cuarzo de alta pureza y presentan una densidad extremadamente pequeña (144 kg/m3). Con esto, el 93% del volumen de la pieza es vacío y únicamente el 7% corresponde al material, un conjunto de fibras de sílice amorfa que configuran una microestructura clave en la conductividad térmica que exhiben estas piezas (0.017-0.052 w/m·K). Se trata pues de un aislante térmico prácticamente perfecto, cuya microestructura de tipo fibroso es capaz de inmovilizar el aire y confinarlo en su interior de manera cuasi estanca, restringiendo la transmisión de calor por convección.
Esta extraordinaria propiedad del material se ilustra en el anterior video, en el que se observa como un bloque de material que se ha calentado hasta 1200 0C, puede sujetarse por los bordes, sin necesidad de guantes, segundos después de sacarlo del horno. De esta forma, a pesar de que el interior del bloque se encuentra al rojo vivo, el calor se disipa tan rápido en la superficie (especialmente en bordes y esquinas donde la superficie expuesta al aire es mayor) que el bloque puede sujetarse sin sufrir quemaduras.
Una vez más, las cerámicas siguen sorprendiéndonos, siendo materiales propios del Neolítico pero con cualidades propias de la era espacial.
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