6 datos difíciles sobre el titanio

Llamado así por los colosales titanes de la mitología griega, el titanio es, libra por libra, el metal más fuerte de la Tierra. Aunque no es un metal escaso, es costoso debido al costo de extraerlo y producirlo. Es posible que haya oído hablar de los palos de golf de titanio o de los submarinos de titanio, pero ¿sabía también que hay titanio en el glaseado de pastel blanco? Aquí hay seis datos interesantes sobre el famoso metal resistente.

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Allá por 1791, un mineralogista británico aficionado y pastor de la iglesia, William Gregor, recogió una curiosa arena negra en un arroyo cerca de la ciudad de Cornualles. Parte de la arena era magnética, lo que Gregor determinó que era óxido de hierro, pero el otro material era un misterio. Seguro que era otro óxido, pero no uno de los libros de la Royal Geological Society.

El químico alemán Martin Heinrich Klaproth redescubrió el extraño óxido en 1795 y le dio su nombre mitológico, óxido de titanio, en honor a las deidades que precedieron a los olímpicos en la mitología griega.

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Aunque se descubrió a fines del siglo XVIII, el titanio puro no se aisló de su óxido hasta 1910, cuando el químico estadounidense Matthew Hunter, que trabajaba para General Electric, descubrió cómo separar el metal plateado de su óxido bajo altas temperaturas y presiones. en una "bomba" sellada.

Las aleaciones de titanio (mezclas de titanio y otros metales) cuentan con la mayor relación resistencia-peso de cualquier metal en el planeta. El titanio puro es tan resistente como el acero, pero un 45 % más ligero.

La impresionante relación resistencia-peso del titanio ha convertido a las aleaciones de titanio en los materiales de referencia para motores y carrocerías de aviones, cohetes, misiles, cualquier aplicación en la que los componentes metálicos deban ser lo más resistentes y ligeros posible.

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El Airbus A380, el avión de pasajeros más grande del mundo, incluye 77 toneladas (70 toneladas métricas) de titanio, principalmente en sus enormes motores.

Gracias a una innovación metalúrgica en la década de 1930 llamada "proceso Knox", la forja comercial de titanio entró en pleno apogeo en las décadas de 1940 y 1950. La primera aplicación fue en aviones y submarinos militares (tanto estadounidenses como rusos), y luego en aviones comerciales en la década de 1960.

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La corrosión es un proceso electroquímico que destruye lentamente la mayoría de los metales con el tiempo. Cuando los metales se exponen al oxígeno, ya sea en el aire o bajo el agua, el oxígeno arrebata electrones, creando lo que llamamos "óxidos" metálicos. Uno de los óxidos corrosivos más comunes es el óxido de hierro, también conocido como óxido.

Pero no todos los óxidos exponen el metal subyacente a la corrosión. Cuando el titanio entra en contacto con el oxígeno, forma una fina capa de dióxido de titanio (TiO2) en su superficie. Esta capa de óxido en realidad protege el titanio subyacente de la corrosión causada por la mayoría de los ácidos, álcalis, contaminación y agua salada.

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Las propiedades anticorrosivas naturales del titanio lo convierten en el material ideal no solo para aeronaves, sino también para componentes submarinos que están expuestos al agua salada altamente corrosiva. Las hélices de los barcos casi siempre están hechas de titanio, al igual que los sistemas internos de tuberías y lastre del barco, y el hardware a bordo expuesto al agua de mar.

Esa misma capa delgada de dióxido de titanio que protege al titanio de la corrosión también lo convierte en el material más seguro para implantarlo en el cuerpo humano. El titanio es totalmente "biocompatible", lo que significa que no es tóxico, no es alergénico e incluso puede fusionarse con tejidos y huesos humanos.

El titanio es el material quirúrgico de elección para los implantes óseos y articulares, las placas craneales, las raíces de los implantes dentales, las clavijas para ojos y oídos artificiales, las válvulas cardíacas, las fusiones espinales e incluso las prótesis uretrales. Los estudios han demostrado que los implantes de titanio activan el sistema inmunitario del cuerpo para que crezca hueso directamente sobre la superficie de titanio, un proceso llamado osteointegración.

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Otras razones por las que el titanio es la opción para los reemplazos de cadera y los clavos para huesos fracturados es que el titanio tiene esa famosa alta relación resistencia-peso, que mantiene los implantes livianos, además de que exhibe exactamente la misma elasticidad que el hueso humano.

A medida que el precio del titanio puro bajó a fines del siglo XX, los fabricantes comenzaron a buscar más aplicaciones comerciales para este maravilloso metal. La fuerza liviana del titanio lo hizo ideal para artículos deportivos.

Los primeros palos de golf de titanio llegaron a las tiendas a mediados de la década de 1990, incluido un driver gigante de Callaway conocido como Great Big Bertha. Los palos eran caros en comparación con los drivers de acero o madera, pero su éxito llevó a otros fabricantes deportivos a incursionar en el titanio.

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Ahora puede encontrar titanio en cualquier equipo deportivo donde el peso, la resistencia y la durabilidad son clave: raquetas de tenis, palos de lacrosse, esquís, marcos de bicicletas, bates de béisbol, equipos de senderismo y montañismo, equipo de campamento e incluso herraduras para caballos de carreras profesionales.

Solo el 5 por ciento de los 6,3 millones de toneladas (5,7 millones de toneladas métricas) de titanio producido cada año se forja en metal. La gran mayoría se convierte en dióxido de titanio, el mismo material que protege naturalmente al titanio de la corrosión. El dióxido de titanio se utiliza en todo el mundo como pigmento blanqueador no tóxico para pinturas, cosméticos, medicamentos y alimentos, incluido el glaseado blanco para pasteles.

La pintura blanca solía teñirse con un pigmento a base de plomo, pero una vez que se conocieron los efectos del plomo en la salud, el dióxido de titanio se hizo cargo. Resulta que los pigmentos a base de titanio tienen algunas propiedades geniales.

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Los pintores de casas eligen pinturas blancas a base de titanio porque son anticorrosivas y duran más. El óxido de titanio es extremadamente refractivo, lo que le da un brillo natural mayor que el de un diamante y produce un tono blanco particularmente brillante. El óxido de titanio también refleja la luz infrarroja, por lo que siempre se utilizan pinturas a base de titanio en el exterior de los observatorios solares para dispersar la luz infrarroja que desenfoca las imágenes.

El arquitecto Frank Gehry eligió el titanio para envolver el exterior del impresionante Museo Guggenheim de Bilbao, que está revestido con 33.000 paneles de titanio que cambian de color y brillo bajo diferentes condiciones de luz.