La cerámica llega a las válvulas

Más livianas y eficaces que las construidas con metal, garantizan menor consumo y una notable disminución en los ruidos que nacen en el motor. Su incorporación en modelos de serie es inminente.





Gracias a un esfuerzo conjunto de investigación entre las firmas alemanas Hoechst CeramTech, Bayer, DaimlerChrysler, MTU (Motoren und Turbinen Union) y el prestigioso instituto de investigaciones científicas Max Planck de Stuttgart, en un proyecto que nació hace 10 años, se ha desarrollado para las válvulas del motor (ya sea ciclo Otto o Diesel) un material cerámico que tiene una gran solidez. Se trata del nitruro de silicio, con el cual Hoechst está produciendo válvulas para motores de autos, las que entretanto resisten una carga mecánica de hasta 1.400 millones Pascal. Esta carga corresponde, aproximadamente, a la presión de siete cajas de botellas de un litro llenas de agua mineral apiladas sobre una superficie similar a la punta de una aguja.

No perdona errores

Los fabricantes de autos, en este caso Mercedes-Benz, están muy satisfechos con la calidad de las válvulas. Los ingenieros de Mercedes han recorrido 200.000 kilómetros con dos modelos de la Clase E, y han obtenido muy buenas experiencias. Una premisa indispensable para este material de alto rendimiento es una fabricación en extremo cuidadosa y esmerada, ya que la cerámica reacciona de inmediato, y no perdona el menor error en la producción. Según señala el doctor Wolfgang Böcker, director del departamento de ingeniería cerámica de la empresa Hoechst, “Para poder dar forma a este frágil material, el mismo debe ser elaborado para obtener un polvo extremadamente fino.” Los ingenieros consideran ideal que en esta fase se pudieran producir partículas del mismo tamaño, una condición difícil de cumplir, si se toma en cuenta, por ejemplo, que los granos de café molidos también tienen dimensiones distintas. El ultrafino polvo de nitruro de silicio se elabora primero con aditivos sinterizados especiales, con sustancias aglutinantes orgánicas y agua, hasta obtener un barro fino, en el cual los componentes se mezclan intensamente, como dicen los ingenieros químicos. A continuación, en el secador de pulverización surge una materia granulosa, que puede ser prensada fácilmente, dándole la forma requerida. Si en este procedimiento de elaboración se cometen errores, al cocer el material se pueden producir defectos en las válvulas, que a su vez provocan fisuras o incluso quebraduras cuando el material está sometido a presiones. A temperaturas de 1.800 ºC, se contrae la pieza cruda —el así llamado cuerpo verde— hasta en un 40 por ciento.

Dureza Extrema

Por este motivo, los ingenieros han intercalado otra fase de procesamiento, corrigiendo en la máquina lijadora las pequeñas fallas de la forma ya que, a diferencia de una figura de cerámica, para una válvula de motor es necesario observar exactamente las medidas hasta un centésimo de milímetro. La terminación es uno de los pasos más caros de la producción, ya que la pieza cocida alcanza una dureza tal que solamente puede ser mecanizada con herramientas que posean punta de diamante.