Aplicacions del titani: aeronàutica, medicina, química i construcció

El titani és un metall resistent i relativament lleuger, amb una gran resistència a la corrosió i una bona relació entre resistència mecànica i massa. En forma d’aliatge metàl·lic no substitueix l’acer en tots els productes, sinó que s’utilitza quan importen el pes reduït, la resistència als medis agressius, la durabilitat i la biocompatibilitat. Alhora, una part considerable del titani extret no s’empra com a metall estructural, sinó en forma de diòxid de titani, un pigment blanc per a pintures, plàstics, paper i altres materials.

Propietats i característiques del titani

Entre les propietats importants del titani hi ha:

• gran resistència a la corrosió, fins i tot en aigua de mar i en diversos medis amb clorurs;
• bona relació entre resistència mecànica i massa;
• punt de fusió relativament elevat;
• capacitat de treballar en un ampli interval de temperatures;
• capacitat de formar una pel·lícula protectora d’òxid a la superfície;
• bona compatibilitat de determinades qualitats i aliatges amb els teixits de l’organisme.

El titani també presenta limitacions. És més car que els acers estructurals corrents, més difícil de mecanitzar i soldar i sovint no resulta econòmic en productes barats de gran consum. Per això, l’aplicació es decideix mitjançant càlcul: s’utilitza quan les propietats compensen realment el cost.

Qualitats de titani

La indústria utilitza titani comercialment pur i aliatges de titani. Les qualitats comercialment pures es trien quan la ductilitat i la resistència a la corrosió són especialment importants. Els aliatges amb alumini, vanadi, molibdè, níquel i altres elements s’empren per augmentar la resistència mecànica, la resistència tèrmica o el comportament sota càrrega.

La qualitat influeix en la resistència, la ductilitat, la soldabilitat, la resistència a la corrosió i la temperatura de servei admissible. Per això, per a un implant mèdic, un intercanviador de calor, una peça aeronàutica, un element de fixació o un producte decoratiu s’escullen materials i requisits de qualitat superficial diferents.

Àmbits d’aplicació del titani

El titani i els seus aliatges s’utilitzen en diversos grans sectors:

• aeronàutica i tecnologia espacial: peces de l’estructura, elements de fixació, components del tren d’aterratge, conjunts de motor, sistemes hidràulics i altres peces en què importen la resistència, el pes reduït i la resistència a la temperatura;
• indústria química i petroquímica: intercanviadors de calor, tubs, aparells, dipòsits, components de bombes i vàlvules que treballen en medis corrosius;
• energia i tractament d’aigües: condensadors, intercanviadors de calor, sistemes de refrigeració, plantes dessalinitzadores i equips en contacte amb aigua salada o contaminada;
• equipament marítim: equips de vaixell, elements de fixació, peces de bombes, intercanviadors de calor i components que treballen en aigua de mar;
• medicina i odontologia: implants, plaques, cargols, estructures dentals, instruments quirúrgics i components protètics;
• indústria alimentària: dipòsits, filtres, intercanviadors de calor, tubs i determinades peces d’equip que requereixen resistència a la corrosió i fiabilitat sanitària;
• esport, llar i productes decoratius: bicicletes, rellotges, muntures d’ulleres, joies, components electrònics i equipament esportiu i d’activitats a l’aire lliure.

Ús del titani en la construcció

En construcció, el titani s’utilitza menys que l’acer, l’alumini o el coure, però pot ser útil en elements de responsabilitat i decoratius. S’empra en peces de coberta i façana, revestiments, plafons decoratius, elements de fixació, cornises, columnes i components que han de durar molt de temps a la intempèrie.

Les raons principals per utilitzar-lo en la construcció són la resistència a la corrosió, la durabilitat, la massa relativament baixa i la resistència als agents atmosfèrics. A causa del preu, però, es reserva per a edificis amb requisits elevats de vida útil, aparença o funcionament en un medi agressiu.

Què cal tenir en compte en triar titani

No es pot triar titani només pel nom del material. En una aplicació pràctica són importants la qualitat, l’estat de subministrament, el tipus de producte, l’acabat superficial, les condicions de soldadura, la temperatura de servei, el medi de contacte i els requisits de resistència. El material no treballa igual en aigua de mar, un aparell químic, un producte mèdic o un plafó de façana; per això, la selecció definitiva s’ha de fer segons les normes, el projecte i les recomanacions del fabricant.

Materials relacionats

• Pes del mineral de titanomagnetita