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Asociación Española de
Ingeniería Mecánica

XIX CONGRESO NACIONAL
DE INGENIERÍA MECÁNICA

Materiales con memoria de forma metálicos y plásticos,
estudio y aplicación
J. Barandiaran Mancheño(1), J. Muñoz García

(2)

(1) Dpto. Materiales y Estructuras. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
barandiaranj@inta.es
(2) Dpto. de Ingeniería Mecánica y Fabricación. ETSII-UniversidadPolitécnica de Madrid
jumunoz@etsii.upm.es

Hace ya algunos años, dentro del Instituto nacional de técnica aeroespacial surgió el interés por la
aplicación de materiales con memoria de forma en actuadores, primero enfocado al uso en mandos de
vuelo en proyectos aeronáuticos, después reduciendo su tamaño, para su uso en pequeños actuadores
en programas espaciales.
Los primeros estudios serealizaron sobre materiales metálicos, aleaciones de Ni Ti, se estudio su uso en
superficies de control adaptativas y se realizaron ensayos de caracterización del material en cables.
De estos ensayos se ha concluido acotando el rango de aplicaciones donde este tipo de actuadores son
de aplicación.
Más recientemente se ha iniciado un proceso similar de estudio y caracterización de materialesplásticos,
estos materiales presentan ventajas e inconvenientes respecto a los materiales metálicos antes
considerados para estas aplicaciones.
Los primeros ensayos se realizaron sobre un Hytrel suministrado por la empresa DuPont, y se empezó
por determinar sus características mecánicas.
Finalmente se trata de comparar las características de los materiales metálicos y plásticos con memoria
de forma,acotar el rango de aplicación de los materiales plásticos como antes se hizo con las aleaciones
metálicas y mediante una cuidada caracterización utilizarlos en aplicaciones concretas dentro de los
programas en los que INTA está involucrado, tanto aeronáuticos como espaciales, dedicando un especial
esfuerzo a estos últimos.
En este artículo se presentan, tanto los resultados de estos ensayos,como las propuestas de aplicación
de estos materiales en varios programas espaciales.

1. MEMORIA DE FORMA, NOCIONES GENERALES Y SITUACIÓN ACTUAL DE LA
TÉCNICA
La memoria de forma se refiere a la habilidad de un determinado material de recordar la
forma que tenía a una determinada temperatura y estado tensional incluso después de
haber sufrido grandes deformaciones a bajas temperaturas.
Enel caso de los materiales metálicos estos materiales, sometidos a deformación en fase
martensítica, mantendrán esta deformación hasta ser calentados, momento en que
recuperarán la forma anterior, como se puede apreciar revisando la bibliografía sobre estos
materiales [1], la base del funcionamiento de estas aleaciones estriba en la facilidad con que
esta pueda cambiar de fasemartensita-austenita.
Sin embargo estas aleaciones varían mucho en sus propiedades mecánicas y eléctricas con
pequeñas variaciones en su composición química, como podemos apreciar comparando
estos valores de referencia con los valores manejados en los documentos de referencia 2 y 4
[2,4].

J. Barandiaran et al. XIX Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica

2

Sin embargo cuenta con importantesventajas, por un lado no se aprecian fenómenos de
histéresis, de modo que el mecanismo es en teoría completamente reversible, por otro la
tensión con que debe alimentarse el circuito es muy inferior a la necesaria para desplazar
un piezoeléctrico o incluso para deformar un material plástico [4].

En el caso de los materiales plásticos el comportamiento a nivel macroscópico es similar,
aunquelimitado a medida que el material se acerca a su temperatura de transición vítrea,
además de introducir mayor variabilidad en función de los procedimientos utilizados en su
fabricación.
Los polímetros electroactivos se conocen desde hace décadas, en 1925 se descubrió el que
posiblemente fuera el primer polímetro piezoeléctrico, llamado Electret, sin embargo no sería
hasta la década de 1990 cuando...