Bienvenido a la inmersión profunda. Hoy nos sumergimos en el mundo de la ciencia de los materiales.
Oh, genial.
Sí. Específicamente, cómo está revolucionando los procesos de fabricación como la extrusión y el moldeo por inyección.
Entendido.
Y prepárate para algunos momentos serios, ajá. Porque lo que estamos analizando no es sólo un cambio incremental. Estamos hablando de un cambio total de paradigma en lo que es posible.
Guau.
Sí. Con objetos cotidianos.
Quiero decir, lo fascinante aquí es que estamos realmente a punto de crear productos que puedan soportar condiciones que nunca creímos posibles gracias a estos nuevos materiales.
Bien, entonces, ¿qué tipo de materiales?
Como PICO y pps.
Bueno, espera un segundo. Sé que estás metido en este mundo, pero para nuestro oyente que quizás no esté seguro, ¿podrías desentrañar esas siglas? ¿Cuáles son esos y qué los hace tan especiales?
Entonces PEAK significa polietersectona.
Bueno.
Y PPS es sulfuro de polifenolina.
Entiendo.
Y estos son polímeros de alto rendimiento con una increíble resistencia al calor, resistencia y rigidez.
Oh, vaya.
Ya sabes, imagina las condiciones extremas dentro de un motor a reacción.
Bueno.
Ahí es donde PEAK prospera.
¿Entonces usan eso en los motores a reacción?
Exactamente. Pueden soportar temperaturas que derretirían materiales tradicionales.
Entonces, a fuego muy alto.
Calor realmente alto.
Guau. Bueno.
Y el pps, por otro lado, es fantástico para perfiles de aislamiento fuertes en electrónica. Así que piense en esos pequeños pero potentes componentes de su teléfono inteligente. Necesitan un aislamiento fiable para funcionar correctamente y el PPS proporciona precisamente eso.
Bien, entonces esto no es sólo algo teórico de laboratorio. No, esto está ahí fuera en el mundo. En el mundo, mejorando nuestra tecnología.
Exactamente.
Me gusta eso. Bueno. Y mencionaste que estos materiales están cambiando todo el juego de los procesos de fabricación como la extrusión. Puede. ¿Puedes recordarnos qué es exactamente la extrusión?
Seguro. Entonces, la extrusión es básicamente como exprimir masa a través de una máquina para hacer pasta.
Bueno.
Pero en lugar de masa, utilizamos polímeros, y las formas de pasta son como todo tipo de productos.
Sí.
Desde tuberías hasta marcos de ventanas.
Guau. Bueno.
Ya sabes, ahora imagina agregar partículas diminutas como nanopartículas o fibras a esa masa antes de extruirla.
Así que me imagino algo así como chispas sobre masa para galletas.
Sí.
Pero a nivel microscópico.
Sí.
¿Eso realmente cambia la resistencia del producto final?
Sí, lo estás entendiendo. Se llama refuerzo de nanopartículas y cambia las reglas del juego.
¿Cómo es eso?
Al incorporar estas pequeñas partículas, podemos mejorar drásticamente la resistencia, la resistencia al desgaste e incluso la resistencia a la corrosión.
Oh, vaya.
De productos extruidos.
Tuberías más resistentes, ventanas que no se rayan.
Exactamente.
Todo gracias a estas pequeñas partículas.
Pequeñas partículas.
Eso es salvaje. Pero tengo curiosidad por saber si estas partículas son tan pequeñas.
Sí.
¿Cómo se aseguran de que estén distribuidos uniformemente por todo el material?
Esa es una gran pregunta.
Sí.
Ése es uno de los grandes desafíos de la ciencia de los materiales.
¿Ah, de verdad?
Como intentar distribuir uniformemente.
Oh, vaya.
Una cucharadita de azúcar en una piscina.
Bueno. Así que no se trata sólo de añadir partículas. Se trata de distribuirlos estratégicamente.
Estratégicamente. Así es.
Esto es mucho más complejo de lo que pensaba. Bueno. Estaba leyendo sobre algo llamado tecnología de extrusión por reacción.
Sí.
Y sonó bastante salvaje. ¿Está eso relacionado con lo que estamos hablando aquí?
Absolutamente. Es como llevar la extrusión a un nivel completamente nuevo.
Bueno.
Entonces, en lugar de simplemente mezclar los materiales de antemano.
Bien.
La tecnología de extrusión por reacción nos permite modificar químicamente los polímeros.
Oh, vaya.
Durante el propio proceso de extrusión.
Entonces lo están cambiando sobre la marcha.
Sobre la marcha. Como hornear un pastel.
Bueno.
Y agregando ingredientes a mitad del horneado.
Entendido.
Para cambiar el sabor y la textura.
Entonces lo están haciendo más fuerte a medida que sale.
Sí. Sí. Es un poco complejo.
Sí.
Pero esencialmente, introducen componentes reactivos en la extrusora que provocan reacciones químicas dentro del polímero fundido. Esto puede conducir a mejoras in situ.
Sí. En el momento. En la materia.
Así como se está haciendo.
Mientras se está haciendo.
Guau.
Creando productos con propiedades aún mejores que las que podíamos lograr antes.
Bueno. Uno de los artículos que estábamos leyendo mencionaba una empresa que logró duplicar su producción.
Guau.
Simplemente modificando la formulación de su material durante este proceso.
Este es un ejemplo fantástico de las mejoras en eficiencia que estamos viendo con estos avances. No sólo los productos están mejorando.
Bien.
Pero el proceso de fabricación también es cada vez más rápido y eficiente.
Bueno. Así que gana, gana, gana, gana. Y apuesto a que una mayor eficiencia también contribuye a que estos procesos sean más respetuosos con el medio ambiente.
Absolutamente. Tienes toda la razón.
Bueno.
Al utilizar menos material y producir menos residuos, estos avances están contribuyendo a prácticas de fabricación más sostenibles.
Bueno.
Que es algo en lo que definitivamente profundizaremos más adelante.
Bueno. Gran provocación.
Sí.
Pero antes de avanzar.
Sí.
Sigamos un rato con la parte de fabricación. Seguro.
Extrusión cubierta. ¿Qué pasa con el moldeo por inyección?
Por lo tanto, el moldeo por inyección consiste en crear productos complejos y con formas precisas.
Bueno.
Como la carcasa de su teléfono inteligente o los componentes complejos de un dispositivo médico. Entendido. Piense en ello como verter plástico líquido en un molde. Y dejar que solidifique.
Sí.
Ahora imagina poder crear moldes con detalles increíblemente finos, como pequeños agujeros en paredes delgadas, gracias a estos materiales avanzados, como termoplásticos y elastómeros de alto rendimiento.
Por eso estamos hablando de fabricar productos que sean más pequeños, más complejos y más precisos.
Más preciso.
Exactamente. Nunca antes.
Nunca antes.
Eso es bastante alucinante. ¿Pero esas pequeñas características no serían más propensas a romperse o deformarse?
Ahí es donde entra en juego la magia de la ciencia material.
Bueno.
Estos materiales avanzados están diseñados a nivel molecular.
Oh, vaya.
Tener una precisión dimensional y una calidad superficial excepcionales.
Bueno.
Incorporan aditivos especiales que controlan la contracción y el alabeo.
Aunque estemos hablando de detalles realmente finos.
Sí.
El producto final está todavía.
Todavía fuerte.
Increíblemente fuerte. Y preciso.
Preciso.
Es como si hubieran descubierto cómo controlar los materiales a nivel atómico.
Lo estás consiguiendo. Te estás dando cuenta rápidamente.
Oh, vaya.
Este nivel de control es particularmente importante para industrias como la electrónica y los dispositivos médicos donde la precisión es primordial.
Bien, como un marcapasos.
Un marcapasos. Exactamente.
Los componentes diminutos tienen que ser muy precisos.
Preciso y confiable.
Sí.
Y los materiales avanzados lo están haciendo posible.
Guau. Es sorprendente cómo todo esto se conecta con aplicaciones del mundo real e incluso con tecnologías que salvan vidas.
Tecnologías que salvan vidas.
Recuerdo haber leído sobre polímeros de cristal líquido, o lcps, en una de nuestras fuentes. ¿Cómo encajan en el mundo del moldeo por inyección?
Por lo tanto, los LCP son una clase especial de termoplásticos de alto rendimiento que tienen una resistencia al calor y propiedades de flujo excepcionales. Son increíblemente útiles en electrónica porque pueden soportar altas temperaturas sin deformarse ni degradarse.
Son algo así como los superhéroes de la fabricación de productos electrónicos.
Esa es una gran analogía.
Mantener las cosas frescas bajo presión.
Mantener las cosas frescas bajo presión.
Hola. Me gusta. Ya sabes, hemos hablado mucho sobre fuerza, precisión y eficiencia.
Bien.
Pero hay otra gran pieza del rompecabezas que debemos abordar.
¿Qué es eso?
Sostenibilidad.
Sí.
Parece que la ciencia de los materiales también juega un papel crucial en este ámbito.
Tienes toda la razón. La sostenibilidad ya no es sólo una palabra de moda. Es una consideración fundamental.
Bueno.
En la fabricación moderna. Y afortunadamente, la ciencia de los materiales está brindando algunas soluciones interesantes.
Bueno. Esa es una transición perfecta hacia la siguiente parte de nuestra inmersión profunda.
Bien.
Cambiemos de rumbo y exploremos cómo estos avances en materiales están ayudando a crear un futuro más sostenible.
Espero con ansias.
Manténganse al tanto.
Está bien. Sabes, es fascinante pensar en cómo la ciencia de los materiales está impulsando la fabricación hacia este modelo más circular.
Bueno.
Ya sabes, nos estamos alejando de esa vieja marca Dispose. Mentalidad y adopción de un enfoque más sostenible.
Bueno. Entonces, para nuestro oyente que quizás no esté familiarizado.
Seguro.
¿Puedes explicar de qué se trata una economía circular? Y, ¿cómo encajan estos nuevos materiales en esa imagen?
Así que imaginemos un mundo donde los productos están diseñados desde el principio para ser fácilmente desmontados y reciclados. Donde se minimiza el desperdicio.
Bien.
Y los recursos se mantienen en circulación el mayor tiempo posible.
Sí.
Esa es la esencia de una economía circular.
Bueno.
Y la ciencia de los materiales está proporcionando los elementos básicos para hacer realidad esta visión.
Entonces, en lugar de que los productos terminen en vertederos después de una corta vida útil, están diseñados para descomponerse y sus materiales reutilizarse para crear algo nuevo.
Sí.
Se trata de un cambio bastante radical.
Es.
¿Hay ejemplos específicos de materiales que estén desempeñando un papel clave en esto?
Absolutamente. Un área interesante es el desarrollo de bioplásticos.
Bueno.
Que se derivan de recursos renovables como las plantas.
Oh.
Entonces, a diferencia de los plásticos tradicionales elaborados a partir del petróleo, los bioplásticos pueden descomponerse de forma natural, lo que reduce nuestra dependencia de los combustibles fósiles y minimiza los desechos plásticos.
De hecho, he visto algunos productos etiquetados como biodegradables o compostables. ¿Es de eso de lo que estamos hablando?
Ya estás viendo bioplásticos.
Oh, vaya.
Abriéndose camino en los productos cotidianos.
Bueno.
Como envases, contenedores de alimentos e incluso algunos productos electrónicos de consumo.
Guau.
Y a medida que la investigación y el desarrollo en este campo siguen avanzando.
Sí.
Podemos esperar ver aún más aplicaciones de los bioplásticos en el futuro.
Parece que la ciencia de los materiales ofrece una forma de crear productos que no solo son funcionales.
Bien.
Alto rendimiento. Pero también es bueno para el planeta.
Exactamente. Ya no tenemos que elegir entre innovación y sostenibilidad.
Exactamente. Y no se trata sólo de bioplásticos.
Bueno.
Existe toda una clase de materiales llamados elastómeros termoplásticos o tpes.
Tpes. Bueno.
Que estén diseñados para ser reciclables.
Bueno.
Los Tpes se pueden reprocesar varias veces.
Oh, vaya.
Sin perder sus propiedades.
Interesante.
Lo que los hace ideales para productos que tienen una vida útil más corta.
Entendido.
Como fundas de teléfonos o juguetes.
Entonces, en lugar de terminar en un vertedero.
Sí.
Después de actualizar al último teléfono inteligente.
Bien.
La vieja funda de tu teléfono podría derretirse. Exacto. Y se convirtió en algo completamente nuevo.
Así es.
Eso es genial. Estoy empezando a ver cómo podría funcionar realmente esta idea de la economía circular.
Sí. Y hay tecnologías de reciclaje aún más innovadoras en el horizonte.
Bueno. ¿Cómo qué?
Como el reciclaje químico, que puede descomponer los plásticos hasta convertirlos en sus componentes básicos.
Bueno.
Permitiendo que se utilicen para crear materiales vírgenes de calidad. Así que avanzamos hacia un futuro en el que los residuos se conviertan en un recurso valioso.
Absolutamente.
Una fuente de nuevos materiales más que un problema eliminado.
Se trata de un poderoso cambio de perspectiva.
Sí, seguro. Sabes, hemos hablado mucho sobre el aspecto técnico de las cosas.
Bien.
Pero tengo curiosidad por el elemento humano.
Seguro.
¿Cómo afectan estos materiales avanzados la forma en que los diseñadores piensan y trabajan?
Aquí es donde las cosas se ponen realmente emocionantes para mí.
Bueno.
Los materiales avanzados están abriendo un mundo completamente nuevo de posibilidades para los diseñadores.
Bueno.
Estamos viendo formas increíblemente intrincadas, geometrías complejas y productos que traspasan los límites de lo que alguna vez se pensó que era posible.
Entonces es como si les hubieran entregado un conjunto completamente nuevo de herramientas. Tiene propiedades y potencial únicos.
Propiedades únicas y potencial.
Bueno. Así se han liberado de las limitaciones de los materiales tradicionales y por fin pueden dejar volar su imaginación.
Deja volar su imaginación.
¿Se me ocurre algún ejemplo específico que realmente muestre esto?
¿Un área que sea particularmente fascinante?
Sí.
Es impresión multimaterial.
Bueno.
Imagine poder combinar diferentes materiales con diferentes propiedades en un solo producto.
Sí.
Integrándolos perfectamente.
Bueno.
Crear algo que sea a la vez hermoso y altamente funcional.
Bueno. Es un poco difícil de imaginar. Seguro. ¿Puedes darme un ejemplo?
Piensa en la suela de un zapato.
Bueno.
Esto debe ser a la vez flexible y duradero.
Bien.
Con la impresión de múltiples materiales, se podría diseñar una suela.
Bueno.
Tiene una capa de amortiguación suave para mayor comodidad.
Bueno.
Perfectamente integrado con una capa resistente al desgaste para mayor durabilidad.
Bueno.
Todo en una sola pieza.
Oh. ¿Ya no hay que pegar?
No más pegar o unir diferentes materiales.
Entendido.
Es todo una pieza de ozilis.
Eso es increíble.
Es.
Es como si estuvieras creando un producto perfectamente optimizado tanto en forma como en función.
Forma y función.
Todo gracias a la posibilidad de combinar diferentes materiales a un nivel tan fino.
Un buen nivel. Eso es exactamente correcto.
Y las posibilidades van mucho más allá de los zapatos.
Absolutamente.
Quiero decir, piense en los implantes médicos. Implantes médicos que pueden integrarse perfectamente con tejidos vivos o productos electrónicos de consumo que son livianos e increíblemente duraderos.
Parece que la impresión multimaterial está borrando las líneas entre diferentes materiales, permitiendo a los diseñadores crear productos.
Bien.
Esto antes era imposible.
Es como un mundo completamente nuevo.
Un mundo completamente nuevo.
Skyne se está abriendo.
Es. Y no se trata sólo de los materiales en sí.
Bien.
Las técnicas de fabricación avanzadas, como la impresión 3D, también están desempeñando un papel crucial.
Recuerdo que me quedé impresionado la primera vez que vi una impresora 3D en acción. Parecía magia.
Es una especie de magia.
Básicamente estás construyendo un objeto.
Sí.
Capa por capa.
Capa por capa.
De abajo hacia arriba. Creando algo completamente único y personalizado.
Personalizado.
¿Cómo se utiliza la impresión 3D?
Entonces la impresión 3D proporciona la herramienta.
Bueno.
Y los materiales avanzados proporcionan los componentes básicos.
Entendido.
Juntos están permitiendo una nueva era de fabricación personalizada y bajo demanda.
Entonces estamos hablando de hacer cosas en casa.
Podría ser en casa, podría ser en una fábrica.
Bueno.
Pero la idea es que los productos puedan adaptarse a las necesidades individuales.
Bien.
Y creado en el acto.
Bueno. Así que es como la máxima personalización en personalización.
Así es.
Podrías diseñar un producto que se adapte perfectamente a tus necesidades. O como las demandas específicas de una aplicación particular.
Así es.
Las posibilidades parecen infinitas.
Sin fin.
Pero con toda esta charla sobre materiales de alta tecnología y procesos de fabricación futuristas.
Sí.
Es fácil quedar atrapado en el factor sorpresa.
Sí.
Tomémonos un momento para conectar esto con la vida cotidiana. Seguro. ¿Cómo afectan realmente estos avances a los productos que utilizamos? Bien. ¿Y el mundo que nos rodea?
Esa es una gran pregunta. Y es algo en lo que pienso todo el tiempo. Estos avances no son sólo teóricos.
Bien.
Están teniendo un impacto real en nuestras vidas.
Bueno.
Bien. Tomemos como ejemplo la industria del automóvil.
Bueno.
Compuestos ligeros.
Sí.
Al igual que la fibra de carbono de la que hablamos antes, se están utilizando para crear automóviles.
Bueno.
Que no sólo son más eficientes en cuanto a combustible, sino también más seguros y elegantes.
Así que ese elegante coche deportivo que ves en la carretera podría estar hecho del mismo material. Podría ser como una bicicleta de carreras de alto rendimiento.
Así es.
Guau. Nunca lo hubiera adivinado.
Y no se trata sólo de coches.
Bueno.
Piense en los dispositivos electrónicos que utilizamos todos los días. Teléfonos inteligentes, portátiles, tabletas.
Sí.
Todos estos dispositivos son cada vez más delgados, ligeros y potentes gracias a los avances en la ciencia de los materiales. Ciencia. ¿Recuerdas esos lcps de los que hablamos?
Sí.
Están desempeñando un papel fundamental a la hora de hacer posibles esos pequeños pero potentes componentes electrónicos.
Es increíble pensar en cómo estos materiales están dando forma a la tecnología en la que confiamos todos los días. Y he estado leyendo mucho sobre cómo se utiliza la impresión 3D para crear prótesis e implantes personalizados que se adaptan perfectamente a las necesidades individuales de los pacientes.
Así es. Es sorprendente cómo estas tecnologías están mejorando vidas de maneras tan tangibles.
Absolutamente. Y estos son sólo algunos ejemplos.
Algunos ejemplos.
El impacto de los materiales avanzados se está sintiendo en una amplia gama de industrias.
Así es.
Desde la atención sanitaria hasta la industria aeroespacial. Aeroespacial a energías renovables.
Energía renovable.
Es un momento realmente emocionante para seguir este campo.
Lo es, lo es.
Entonces, ¿adónde vamos desde aquí? ¿Qué le depara el futuro a este apasionante campo? Profundicemos en algunas de las tendencias y predicciones. Bueno. Eso tiene a los expertos entusiasmados.
Oh, realmente lo es.
Sí.
Es como.
Sí.
Ser un niño en una tienda de dulces.
Bueno.
Con la ciencia de los materiales en estos días, me gusta que estén sucediendo tantas cosas.
Sí.
Pero hay algunas cosas que realmente me llaman la atención.
Vale, ¿como qué?
Bueno, en primer lugar, la búsqueda de propiedades materiales aún más notables es implacable.
Bueno.
Imagínese polímeros tan fuertes pero tan livianos que hacen que los compuestos actuales parezcan torpes.
Más resistente que el acero, pero más ligero que el plástico.
Exactamente.
Quiero decir, eso suena casi imposible.
Sí, pero hacia allí se dirige la investigación.
Pero, ¿qué haríamos con materiales como ese?
Las aplicaciones son alucinantes.
Vale, ¿como qué?
Pensemos en el sector aeroespacial.
Bueno.
Los aviones más ligeros significan menos consumo de combustible.
Bien.
Reducir drásticamente las emisiones.
Vale, sí, eso tiene sentido.
O en construcción.
Sí.
Imaginemos edificios que sean resistentes a los terremotos.
Bien.
Sin embargo, es increíblemente eficiente desde el punto de vista energético.
Bueno.
Gracias a estos materiales aislantes súper fuertes.
Bueno. Ahora tengo una idea de la magnitud del cambio que esto podría traer.
Es enorme.
Sí, mencionaste algunas cosas.
Sí.
Te emocioné. ¿Qué más hay en tu radar?
Bueno, la sostenibilidad es más que una tendencia, es una necesidad. Sin duda, en el futuro los materiales de base biológica no sólo sustituirán a los plásticos, sino que incluso los superarán.
Bien, aún mejor, aún mejor.
Imagínese un envase que nutra el suelo después de su uso.
Bueno.
No obstruir los vertederos durante siglos.
Así, de cuna a tumba, de cuna a cuna.
Exactamente.
Me gusta. ¿Qué pasa con el lado de la fabricación?
Oh, la fabricación se volverá aún más salvaje.
Ah, okey. ¿Cómo es eso?
Hablamos de impresión 3D, ¿verdad? Prepárate para la impresión 4D.
Impresión 3D.
Impresión 4D. Imagine materiales que puedan cambiar de forma o propiedades con el tiempo en respuesta a su entorno.
Bien, entonces está cambiando a medida que está en el mundo.
Como está en el mundo.
Bueno.
Piense en estructuras autocurativas o ropa que se adapte al clima.
Entonces, ¿eso es real o es ciencia ficción?
Es real. Es alucinante. Aún es temprano, pero los investigadores están desarrollando materiales que pueden plegarse, desplegarse o incluso repararse a sí mismos basándose en instrucciones programadas o incluso estímulos externos.
Como la temperatura, todo tipo de cosas.
Las aplicaciones son inmensas.
Sí, dijiste que son como implantes médicos.
A los implantes médicos, la arquitectura adaptativa.
Oh, vaya. Bien, eso oficialmente me ha dejado boquiabierto. Sí. Estamos hablando de materiales que son casi como si estuvieran vivos.
Están casi como vivos.
Hay mucho que asimilar.
Es.
Pero siento que sólo hemos arañado la superficie de lo que la ciencia de materiales tiene para ofrecer.
Absolutamente. Y eso es lo que resulta tan cautivador de este campo. Está en constante evolución, traspasando límites y desafiando lo que pensábamos que era posible. Los materiales que creamos hoy darán forma al mundo del mañana, desde los objetos cotidianos que utilizamos hasta los grandes desafíos que enfrentamos como sociedad.
Este ha sido un viaje increíble a través del mundo de la ciencia material. Hemos pasado del nivel microscópico de las nanopartículas al nivel macro de impacto en las industrias y el planeta.
Ha sido un placer compartir este Deep Dive contigo.
¿Por qué? Con nuestros oyentes. Sí. Antes de terminar, tengo una última pregunta para ti, querida. Escuchar.
Bueno.
Piensa en los objetos cotidianos de tu vida.
Sí.
¿Qué rediseñarías si tuvieras acceso a todos estos increíbles materiales nuevos?
Buena pregunta.
Deja volar tu imaginación. Las posibilidades son realmente ilimitadas. Gracias por acompañarnos en las profundidades.
