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La falta de conocimiento adecuado en ciencia y ingeniería de materiales, junto con la priorización de otros intereses, ha sido un factor determinante en algunos de los desastres tecnológicos más impactantes de nuestra historia.
Casos emblemáticos como la tragedia del Challenger, los fatales accidentes del Havilland Comet, el Columbia, así como los incidentes con los buques Pendleton y Fort Mercer, sin olvidar el desastre del Titanic, se han podido evitar gracias a los avances en la ciencia de materiales que conocemos hoy.
El Titanic y su Acero Fragil.
El 1 de septiembre de 1985, el explorador Robert Ballard localizó el Titanic a 3.700 metros de profundidad en el océano Atlántico. Al inspeccionar los restos, se observó que el barco se había dividido en dos grandes partes, separadas por una distancia de unos 600 metros, y que la colisión con el iceberg había provocado daños en el casco por un total de 1.115 m².
Durante una expedición en agosto de 1996, los investigadores recuperaron acero del casco del barco para realizar análisis metalúrgicos. El estudio reveló que el acero tenía una alta temperatura de transición dúctil-frágil, lo que lo hacía inadecuado para condiciones frías. En el momento del choque, el agua estaba a -2° C, lo que significó un grave riesgo.
Afortunadamente, hoy en día, la calidad de los aceros ha mejorado drásticamente.
El Desastre del Challenger.
La tragedia del Challenger en 1986 se convirtió en uno de los desastres más impactantes del siglo pasado. Este lanzamiento de la NASA era muy esperado, especialmente porque a bordo viajaba Christa McAuliffe, una profesora que participaría en el programa “Teachers in Space”, apoyado por el gobierno de Ronald Reagan.
Sin embargo, solo 73 segundos después de despegar, el Challenger se desintegró a 14.6 kilómetros de altura, resultando en la muerte de sus siete tripulantes. La investigación determinó que el desastre fue provocado por un fallo en las juntas tóricas de los propulsores de combustible sólido. Estas juntas, fabricadas con fluoroelastómeros (FKM), habían perdido elasticidad a bajas temperaturas.
La mañana del lanzamiento, la temperatura era de -3⁰ C, lo que impidió un sellado efectivo de las juntas, provocando la fuga de gases calientes que finalmente llevaron a la explosión. A pesar de que se conocía la vulnerabilidad de las juntas a las bajas temperaturas, la presión por tener éxito hizo que se ignoraran las advertencias.
Innovaciones en Metalurgia: Aprendizajes del Pasado.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos construyó más de 6.000 buques Liberty, que se soldaron en lugar de remacharse. Sin embargo, cuando varios de estos barcos se partieron, se culpó inicialmente a la soldadura, cuando en realidad el problema era la fragilidad del acero a bajas temperaturas.
Los avances en metalurgia del siglo XX han permitido modificar la composición del acero, evitando así que se produzcan transiciones bruscas en su comportamiento. Hoy entendemos que la relación entre los elementos que conforman el acero es crucial para optimizar su resistencia y su comportamiento en condiciones adversas.
La Lección del Havilland Comet.
El Havilland DH.106 Comet fue el primer avión comercial a reacción y, aunque revolucionó la aviación en 1949, entre 1953 y 1954 sufrió varios accidentes, incluido uno en Calcuta. En un principio, se pensó que el clima era el culpable, pero investigaciones posteriores revelaron que las ventanas cuadradas del diseño concentraban tensiones, lo que causaba grietas y, en última instancia, desintegraciones explosivas del avión.
Este descubrimiento llevó a un cambio significativo en el diseño de las ventanas de los aviones, adoptando la forma ovalada que se utiliza actualmente para evitar concentraciones de tensión.
Columbia: Una Tragedia por Corrosión.
El 1 de febrero de 2003, el Columbia se desintegró durante su reingreso a la atmósfera, causando la muerte de sus siete tripulantes. Este desastre fue el resultado de un daño en el ala izquierda, provocado por una pieza de espuma aislante que se desprendió durante el lanzamiento. Esto expuso la estructura interna del transbordador a gases calientes, debilitando la nave.
Uno de los factores que contribuyó fue la corrosión de los materiales metálicos, un problema que se acentuó en el espacio por la exposición al oxígeno reactivo en la atmósfera. Desde entonces, las inspecciones de seguridad se han vuelto más rigurosas, prestando especial atención a la corrosión.
Un Futuro Más Seguro.
Todos estos desastres subrayan la importancia de la ciencia y la ingeniería de materiales en la seguridad de nuestras tecnologías modernas. Comprender cómo se comportan los materiales en diversas condiciones es esencial para prevenir futuros fracasos catastróficos.
Figuras como Elon Musk han destacado esta necesidad, promoviendo el estudio de carreras en ciencia e ingeniería, cruciales para el desarrollo de la industria espacial y otros campos, y para evitar que la historia repita los mismos errores trágicos del pasado.
Paula Alvaredo Olmos es profesora titular en Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad Carlos III de Madrid.
