ESTUDIO SOBRE EL LITINOL

Nitinol (Ni-Ti Naval Ordance Laboratory)

1. Historia y seguimiento científico a nivel mundial

El efecto de esta aleación no es nuevo. Ya desde 1932 un investigador suizo llamado Arne Olander observó este cambio de forma en una aleación de oro con cadmio, y se dio cuenta del potencial que tenía ésta para lograr un movimiento utilizable. En 1950 L. C. Chang y T.A. Read, en la universidad deColumbia
en Nueva York, utilizaron rayo X para estudiar la estructura cristalina de la aleación. Sin embargo, no se llegó a comercializar popularmente debido al elevado pecio de los elementos de la aleación.








Fig 1

En 1961, mientras investigaban aleaciones resistentes a la corrosión para embarcaciones, un equipo dirigido por William Beuhler, en el U.S. Naval OrdenanceLaboratory(N.O.L.) encontraron este mismo efecto en una aleación de níquel con titanio. Ellos llamaron a esta aleación “Nitinol” (combinaron las letras de Níquel, Titanio y Naval Ordenance Laboratory.)

Durante los 60s y 70s, se observó este mismo efecto en otras aleaciones más y empezó a producirse comercialmente en muchas formas distintas: laminas, alambre, cintas, discos y empezaron por fin aaparecer multitud de aplicaciones comerciales para las mismas.

*Figura No. 1
La aleación de níquel y titanio puede volver a una forma fija no importando que se haya encorvado o retorcido, actualmente su funcionalidad es utilizada para fabricar stents, prótesis biomédicas para evitar la obstrucción vascular.


2. Características técnicas y comportamientos

2.1 Características físicas del Nitinol.• Velocidad de respuesta.
Su velocidad de respuesta es muy variable: Debido a que se contraen cuando su temperatura llega a cierta temperatura de activación predefinida de fábrica, alambres muy delgados son capaces de contraerse en una décima o centésima parte de un segundo. Sin embargo, para relajarse de nuevo necesitan enfriarse, lo cual depende de la temperatura ambiente. Se puede llegar atener varios ciclos por segundo con alambres delgados
(50 micrómetros de diámetro) o un ciclo cada tres o cuatro segundos si el alambre es muy grueso y hace calor.

Como regla general, las aleaciones con memoria de forma se contraen MUY rápido, pero suelen tomarse el doble o triple de tiempo para relajarse de nuevo

• Posee una gran capacidad para halar un objeto es capaz de levantar milesde veces su propio peso, se mueve suave y silenciosamente, y de manera similar a los músculos reales.

• El calentamiento del material se obtiene mediante la circulación de una corriente eléctrica a través del mismo; de este modo el Nitinol transforma el calor inducido en movimiento mecánico, que es resultado de los cambios en su estructura cristalina interna.

• Se necesita aplicar una contrafuerza al Nitinol, para retornarla a su estructura cristalina original.
Aunque con Nitinol es de dos memorias de forma, esto sería en parte solucionado.

• El Nitinol tiene una vida útil que depende de la magnitud de la contra fuerza que se le aplica en su ciclo de operación. Si se le impone una contra fuerza muy alta, tiene una duración de algunos cientos de ciclos. Pero si es utilizado enrangos normales de operación, tiene una vida útil de cientos de miles de ciclos.






Otras características

Depende del grosor del alambre. Esa resistencia con se llama “Fuerza de Recuperación”, y puede ser desde 5 gramos para el hilo de 50 micrómetros de diámetro, hasta 930 gramos (casi un kilo) para el hilo de 150 micrómetros, y puedes utilizar varios hilos en paralelo para obtener másfuerza. Existe además una fuerza que se llama “resistencia a la deformación”. Es la fuerza que se ocupa para estirar otra vez el alambre cuando ya se ha enfriado. Esta fuerza es casi siempre alrededor de una sexta parte de la fuerza que realiza el alambre cuando se contrae. Por ejemplo, el alambre de 100 micrómetros se contrae con una fuerza de 150 gramos, y a su vez requiere de una fuerza de 28...