El taller
Materia Prima
Inteligencia contra la crisis: ¿De qué está hecho el futuro?
El abatimiento de los costos de producción y la expansión de aplicaciones producidos por la investigación, perfilan a este terreno como uno de los protagonistas del desarrollo tecnológico en los años a venir. Materiales que prolongan la calidad y la vida útil del producto, mejoran la vida de los usuarios y, por si fuera poco, son compatibles con el medio ambiente: nada parece imposible en el terreno de la Ciencia de Materiales.
Diego Zavala *La primera observación de materiales inteligentes data de 1932 en una aleación de oro-cadmio (Wenjie Wu, 2003). Seis años después una fase de transformación (movimiento o cambio en el material) en una aleación de zinc-cobre (latón), dio pie a subsecuentes observaciones. Sin embargo, no fue sino hasta 1962 cuando se registró una transformación precisa, conocida como el efecto memoria de forma dentro del Laboratorio de Ordenanza Naval. El Nitinol, como fue bautizado por estar constituido de Niquel y Titanio, estaba haciendo su aparición y con ello comenzaba la Era de los materiales inteligentes.
En la actualidad se conocen varios tipos de materiales inteligentes, así llamados por la modificación significativa de las propiedades de sus componentes a través de estímulos externos, con la capacidad de integrarse en sistemas más complejos. Dichos estímulos pueden ser estrés, temperatura, humedad, pH o campos magnéticos y eléctricos, entre otros.
Algunos de los materiales inteligentes más conocidos pueden ser clasificados como sigue:
- Piezoeléctricos – materiales que producen cierto voltaje cuando se les aplica estrés. De manera inversa, se le puede aplicar estrés para producir voltaje.
- Aleaciones con memoria de forma o SMA (Shape Memory Alloys) – son materiales que responden a cambios de temperatura con deformaciones, las cuales pueden ser inducidas y controladas.
- Memoria de forma Magnéticos – materiales que cambian su forma en respuesta a un cambio significativo en el campo magnético.
Hoy en día pueden encontrarse desde telas, fluidos con características especiales, o polímeros que se adaptan y transforman de acuerdo al ambiente que les rodea. Estos desarrollos han tomado años para poder salir a la luz debido a los complejos procesos de investigación que implican, además de los altos costos en equipo, pruebas y prototipos que su desarrollo conlleva lógicamente.
En el Centro de sistemas materiales y estructuras inteligentes (CIMSS) del Politécnico de Virginia, los trabajos sobre este tema iniciaron desde 1989 y entre las últimas líneas de investigación se encuentran membranas de materiales compuestos en aeronaves que se adaptan para incrementar el desempeño aerodinámico de la misma o bien la generación de energía mediante diferentes tipos de materiales piezoeléctricos para después almacenarla, creando así una especie de “cosecha de energía”. Otras líneas desarrollando materiales que sean capaces de auto reparase o adaptarse autónomamente a determinadas condiciones ambientales pronto estarán a nuestro alcance.
Esta avalancha de tecnologías incrementará las posibilidades y la forma en que creamos y diseñamos actualmente. Incluso hoy podemos observar simples mecanismos que están siendo reemplazados por los SMA´s.
No sobra decir que como profesional del diseño es de vital importancia estar al tanto de las innovaciones en este campo, ya que los materiales inteligentes no solo permiten considerar un mayor número de posibles soluciones para un problema en particular, sino que pueden llevarnos a descubrir nuevos problemas en su manipulación, desarrollando aplicaciones a nuevos productos.
El reto actualmente es cómo crear objetos o productos que tengan nuevas funciones que nos permitan llegar más lejos en la concepción de artefactos, al aprovechar materiales ya conocidos con nuevos usos y al anticipar de qué manera esto puede crear cambios en el usuario, en su ambiente e incluso en su conducta.
Los bajos costos de su producción comparados con las altas ventajas que cada uno de estos materiales nos brinda, son puntos claves en el desarrollo de innovación, creando tanto en áreas científicas como en empresas altos niveles de competitividad que no son extranjeros al desarrollo de oportunidades de negocios por generación de valor.
Junto con las nanotecnologías, la vanguardia en la investigación de este dominio se está concentrando alrededor de nuevos materiales, pues son el antecedente para pasar al siguiente nivel: los super materiales, capaces de ser manipulados a nivel atómico. Por ejemplo, vidrios de alto desempeño, polímeros tan delgados como un cabello y tan fuertes como el acero, super aleaciones diez veces más fuertes, elásticas y resistentes que las actuales, semiconductores con las características de los superconductores sin necesidad de utilizar bajas temperaturas como es el caso de estos últimos, una gran variedad de materiales líquidos con la maleabilidad de un plástico.
Aunque apenas se comienzan a ver resultados de investigaciones, muchas organizaciones y diseñadores le están apostando fuertemente al futuro basado en el uso de materiales inteligentes. El límite sigue siendo, en este terreno como en todos los del diseño, la creatividad y la imaginación.
Diego Zavala (Chiapas,1984) es diseñador industrial por el Tecnológico de Monterrey, campus Monterrey y fundador de Fikus DI. Ganador del premio internacional IKEN 2008 en diseño de estaciones de trabajo, ha hecho investigación sobre tendencias del diseño industrial a nivel mundial para el OET del Tecnológico de Monterrey y sobre el comportamiento de fibras naturales para aplicaciones médicas. Ha participado en talleres internacionales de Alessi, Whirlpool, GM e ICSID. Interesado en investigación e innovación por y para el diseño, actualmente se enfoca en gadgets electrónicos, muebles, mobiliario urbano y agrotecnología.
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