Universidad
Politécnica de Madrid

El E-USOC observa las propiedades de las aleaciones metálicas desde dentro

El E-USOC es responsable de un nuevo experimento de la Agencia Espacial Europea que pretende conocer cómo funciona la fundición de un metal desde el interior y en ausencia de gravedad.

12.02.2018

Comprender cómo es el proceso de la fundición de un metal y hacerlo desde el interior del mismo permitiría que en el futuro se pudieran crear nuevos metales con las propiedades necesarias para la función que este va a realizar.

Ese es el objetivo principal del nuevo proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) denominado SEBA (Solidification along an Eutectic path in Bynary Alloys) y en el que el E-USOC ha sido el encargado tanto de las campañas científicas en tierra como de los ensayos de validación operativa y actualmente de operarlo y recibir los resultados científicos para procesarlos.

Horno para aleaciones transparentes (Transpartent Alloys) en el E-USOC.

La mayoría de los metales utilizados hoy día son aleaciones, es decir, mezcla de distintos metales que combinan sus propiedades para obtener materiales más ligeros y resistentes. Pero no sólo intervienen los metales mezclados, también la temperatura del horno de fundición y el procedimiento de enfriamiento.

Personal de ESA, NASA y E-USOC, tras los ensayos previos a lanzar el instrumento y las muestras del experimento SEBA en los laboratorios de la NASA.

Las aleaciones ya están insertadas en los cartuchos y serán fundidas y solidificadas de forma controlada en un nuevo instrumento, el Transparent Alloys, que  ha sido desarrollado por la ESA. Dicho instrumento está en el interior de la caja de guantes estanca de la NASA (Microgravity Science Glovebox). Los operadores del E-USOC en el Campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid toman imágenes microscópicas con distintas orientaciones e iluminaciones de colores dispuestas en patrones adecuados para destacar las estructuras que se forman en el frente de solidificación. Las imágenes se guardan en un disco duro, y se van seleccionando algunas en tiempo real para optimizar los ajustes. La ejecución del experimento comenzó el 4 de enero y la primera fase finalizó el 5 de febrero, con la desintalación del MSF para dejar paso a un experimento biológico de la NASA. Hoy, 12 de febrero se inicia la segunda fase que se extenderá hasta el 2 de abril.

Juan Carlos Crespo y José Javier Fernández, investigadores del E-USOC, junto al modelo de ingeniería de MSG en la NASA.

Querer ver el proceso de fundición de un metal desde el interior tiene una primera dificultad, los metales no son transparentes. Por ello, los investigadores buscaron un sustituto de los metales hasta dar con materiales orgánicos cuidadosamente escogidos por ser transparentes pero solidificar como si de un metal se tratara. “Lo fundamental de este experimento es que la condición de microgravedad de la Estación Espacial Internacional (ISS) permite estudiar la fundición y la solidificación de la aleación sin que les afecte la convección natural que hay en tierra”, explica Ana Laverón, directora del E-USOC.

Imagen microscópica de las estructuras que se forman en el frente de solidificación.

Un conjunto de experimentos

A SEBA le seguirán otros experimentos de Ciencia de Materiales con Transparent Alloys para mejorar la comprensión de los procesos de solidificación por fusión en plásticos, que permiten adquirir experiencia acerca de los fenómenos físicos involucrados en el procedimiento de la formación de aleaciones metálicas: Solidification along an Eutectic Path in Ternary Alloys (SETA), Metastable Solidification of Composites: Novel Peritectic Structures and In-situ composites (METCOMP) y Columnar to Equiaxed Transition in Solidification Processing 1&2 (CETSOL 1&2).