Una reciente publicaci\u00f3n cient\u00edfica del Max-Planck-Institut f\u00fcr Eisenforschung (MPIE) de D\u00fcsseldorf muestra que imitando los principios de fabricaci\u00f3n del acero de Damasco se pueden superar las propiedades de los aceros m\u00e1s modernos.<\/p>\n
Las espadas de acero de Damasco eran legendarias por su gran dureza y tenacidad y su filo \u201ccasi eterno\u201d. Pod\u00edan cortar seda y tambi\u00e9n despedazar una roca. El sult\u00e1n Saladino impresion\u00f3 a Ricardo Coraz\u00f3n de Le\u00f3n en una exhibici\u00f3n de espadas. La del sult\u00e1n, esbelta, ligera y de un azul opaco propio de los aceros de Damasco, fue capaz de hundirse en un mullido coj\u00edn de plumas.<\/p>\n
Herreros y expertos en metalurgia buscaron durante siglos el secreto que las convert\u00eda en el arma m\u00e1s sangrienta y deseada. Sin embargo, dominar la t\u00e9cnica de fabricaci\u00f3n de los aceros de Damasco ha llevado siglos.<\/p>\n
En nuestros d\u00edas, en los laboratorios m\u00e1s punteros del mundo, conseguimos aceros que combinan esa dureza y tenacidad, casi eternos, recreando la estructura de ese material m\u00edtico cuya forja, los cristianos de las Cruzadas, atribu\u00edan al mism\u00edsimo Lucifer.<\/p>\n
Katanas, acero toledano y acero de Damasco<\/strong><\/p>\n Al igual que los secretos procesos de forja de las katanas de los samur\u00e1is japoneses o del acero toledano espa\u00f1ol, conocido en toda Europa en la Edad Media, la producci\u00f3n del acero de Damasco se transmiti\u00f3 de generaci\u00f3n en generaci\u00f3n de metal\u00fargicos durante siglos. Estas t\u00e9cnicas se perdieron en el presente, pero esto podr\u00eda cambiar.<\/p>\n Una reciente publicaci\u00f3n cient\u00edfica del prestigioso\u00a0Max-Planck-Institut f\u00fcr Eisenforschung<\/a>\u00a0(MPIE) de D\u00fcsseldorf muestra que imitando los principios de fabricaci\u00f3n del acero de Damasco se pueden superar las propiedades de los aceros m\u00e1s modernos, pero utilizando \u00fanicamente materias primas baratas y f\u00e1ciles de obtener.<\/p>\n El secreto de su estructura interna<\/strong><\/p>\n El uso del hierro por el ser humano cambi\u00f3 el mundo. Y el acero es, b\u00e1sicamente, una aleaci\u00f3n de hierro y de carbono.<\/p>\n Los primeros materiales con base de hierro, conocidos como aceros pudelados, aparecieron en la India hacia el a\u00f1o 200 a.\u00a0e.\u00a0c. Estos aceros se obten\u00edan forjando esponja de hierro mezclada con carbono de distintas fuentes naturales.<\/p>\n Al mismo tiempo, los metal\u00fargicos chinos desarrollaban algo similar a la fundici\u00f3n de hierro. Sin embargo, su alto contenido en carbono hac\u00eda este material incre\u00edblemente quebradizo y, por tanto, en gran medida, in\u00fatil.<\/p>\n Mirando la intimidad del acero de Damasco descubrimos que al forjarse se creaba una jerarqu\u00eda de microestructuras en la que las capas d\u00factiles (que pueden deformarse f\u00e1cilmente) se alternan con capas duras (m\u00e1s fr\u00e1giles), lo que daba lugar a propiedades mec\u00e1nicas muy superiores a las de otros aceros.<\/p>\n Los procesos de difusi\u00f3n durante su producci\u00f3n hac\u00edan que las hojas fueran muy d\u00factiles, lo que permit\u00eda cambios y transformaciones, pero, al mismo tiempo, incre\u00edblemente duras.<\/p>\n Sin embargo, durante m\u00e1s de 1\u00a0000 a\u00f1os, el coste de producci\u00f3n de estos aceros hizo que su uso se limitara a casos muy concretos en los que se necesitaba un filo muy cortante, como cuchillos, navajas y espadas. Tambi\u00e9n se utilizaba para fabricar piezas peque\u00f1as y complejas, como muelles para relojes.<\/p>\n A finales del siglo XIX, con la invenci\u00f3n de t\u00e9cnicas modernas de producci\u00f3n de acero, como el proceso Bessemer, el ser humano fue capaz de producir aceros como el material estructural que conocemos hoy en d\u00eda.<\/p>\n El moderno proceso de producci\u00f3n del acero<\/strong><\/p>\n El siglo XXI ha tra\u00eddo hasta ahora una serie de avances en este \u00e1mbito. Podemos tomar, como dos ejemplos, la impresi\u00f3n en 3D y los nuevos tratamientos t\u00e9rmicos como los temple y partici\u00f3n (quenching and partitioning<\/em>\u00a0o Q&P), dos m\u00e9todos de producci\u00f3n que se estudian actualmente en el\u00a0Instituto IMDEA Materiales<\/a>.<\/p>\n El principal objetivo de la investigaci\u00f3n actual es generar microestructuras en chapas de acero suave que no s\u00f3lo muestren propiedades mec\u00e1nicas mejoradas, sino que tambi\u00e9n presenten propiedades relacionadas con la aplicaci\u00f3n, como resistencia a la fatiga, a la fractura y al choque, junto con conformabilidad y soldabilidad.<\/p>\n Muy recientemente, IMDEA Materiales tambi\u00e9n ha iniciado una investigaci\u00f3n activa en el \u00e1rea de la impresi\u00f3n 3D de aceros al carbono para aplicaciones estructurales. Se centra en el procesamiento de piezas con un conjunto de diversas propiedades adecuadas para la aplicaci\u00f3n final de las piezas de acero de formas complejas.<\/p>\n Volver a las lecciones del pasado<\/strong><\/p>\n Aunque este tipo de investigaci\u00f3n est\u00e1 a la vanguardia de la producci\u00f3n sider\u00fargica actual, en cierto modo seguimos jugando a ponernos al d\u00eda con los metal\u00fargicos del pasado.<\/p>\n En la publicaci\u00f3n del MPIE citada anteriormente, los metal\u00fargicos fueron capaces de reproducir el proceso de fabricaci\u00f3n estructural jer\u00e1rquico de hace miles de a\u00f1os, alternando capas d\u00factiles y duras.<\/p>\n Los investigadores lograron producir un acero capaz de soportar 2\u00a0000\u00a0MPa, pero con una deformaci\u00f3n del 25\u00a0%, muy superior a la de cualquier t\u00e9cnica moderna.<\/p>\n Para poner este logro en perspectiva, los aceros m\u00e1s resistentes (conocidos como aceros maraging) que se utilizan actualmente en la industria aeroespacial, pueden alcanzar los 2\u00a0500-2\u00a0600\u00a0MPa, pero con el inconveniente de tener un nivel de deformaci\u00f3n pobre (4-5\u00a0%). Este nivel es muy inferior al que se consigue empleando el proceso del acero de Damasco y da como resultado un material fuerte, pero quebradizo y que puede romperse bajo tensi\u00f3n o impacto.<\/p>\n Mientras tanto, los aceros producidos mediante Q&P han demostrado una ductilidad mejorada de alrededor del 14\u00a0%, pero a expensas de la resistencia mostrada por los aceros\u00a0maraging<\/em>, alcanz\u00e1ndose alrededor de 1 500-1 600 MPa.<\/p>\n