Juan Manuel Montes

(5-6-2018)

La aleación Z es el material con el que está fabricado el portentoso Mazinger Z, al menos todo su blindaje exterior. Naturalmente, tanto la mencionada aleación, como el robot gigante que la incorpora, son ficticios, pero su descripción, como sucede normalmente en la ciencia-ficción, está trufada de elementos científico-técnicos reales que conceden cierto grado de verosimilitud. En efecto, en la ingeniería es habitual el uso de aleaciones y no de materiales puros por sus, en general, mejores prestaciones. Una aleación es una mezcla de dos o más elementos, no necesariamente metálicos, pero en proporciones tal que el material resultante sigue teniendo carácter metálico (lo que a menudo se traduce en que sigue siendo conformable por deformación plástica, una característica muy deseable). En este caso, sabemos que la aleación Z contiene japonio (japanium, en inglés), ese novísimo elemento químico al que ya nos referimos anteriormente, y del que ignoramos si se trata de un elemento metálico o no metálico. Con el proceso de aleado siempre se persigue una mejora de ciertas propiedades; aunque sería lo ideal, no es posible mejorar todas las propiedades a la vez, por lo que, a veces hay que asumir sacrificios. La cuestión está lejos de ser simple, y en las propiedades finales del material influyen muchos factores, entre ellos, lógicamente, los ingredientes (componentes) empleados y las proporciones en las que intervienen, pero también el modo en que el material fue solidificado, y los tratamientos finales a los que habitualmente se somete la pieza de aleación ya conformada: tratamientos térmicos, de endurecimiento superficial, etc.

Por lo que nos cuenta la serie de animación, el resultado logrado con la aleación Z era increíble, no solo por su extraordinaria dureza y resistencia, sino porque además exhibía una envidiable resistencia al desgaste, y una sorprendente capacidad de absorber la energía de los impactos recibidos, algo que nunca fue mencionada en la serie, pero que, me temo, es la más singular de todas sus propiedades.

Plancha de aleación Z sometida a un haz laser ultraenergético capaz de fundir acero. La plancha resulta indemne. El ensayo es parte del informe/exhibición que los Profesores Kabuto y Yumi ofrecen a la prensa en el episodio 1.

¿Qué sabemos de esa increíble aleación? Conocemos perfectamente su secuencia de fabricación, descrita con todo lujo de detalles en el episodio 34. El japonio es extraído de su mineral (¿o se hallaba en forma nativa?), a partir de la veta localizada en el subsuelo del Instituto, fundido y purificado. Mezclado con los componentes adecuados y en las proporciones precisas, el conjunto se vuele a fundir. El material fundido se hace pasar a una cámara de enfriamiento para su solidificación, reduciendo la temperatura por debajo de -400 ºF (-240 ºC), y a continuación se hace pasar a otra cámara donde se calienta de nuevo hasta una temperatura cercana a los 5000 ºC. Tras el enfriamiento, del que ningún detalle ha trascendido, se obtienen lingotes de aleación Z, listos para ser conformados. Una vez conformadas las distintas piezas, estas se someten a tratamientos térmicos y superficiales para optimizar sus propiedades finales. Todo muy razonable, a excepción de las sorprendentes temperaturas requeridas.

El nombre del material tiene su importancia; en la serie hay vacilaciones en la denominación adoptada durante los distintos episodios, si bien puede concluirse lo siguiente: Afrodita A, el robot pilotado por Sayaka, la hija del Profesor Yumi, fue fabricado con aleación Z, en cambio, Mazinger Z fue fabricado con un material mejor que es denominada superaleación Z. (En las posteriores continuaciones de la serie, Gran Mazinger fue también fabricado con superaleación Z, sin embargo, Mazinkaiser fue fabricado a partir de una versión notablemente mejorada, la llamada la ultraaleación Z.)

El término superaleación no es un invento de esta serie de animación, aunque quizás responda más a una licencia de sus guionistas. Una superaleación es una aleación que puede trabajar prolongadamente (miles de horas) a temperaturas altas (por definición, superiores a 540 ºC). Este es un requisito esencial para los materiales con los que se fabrican los álabes de turbina en motores de reacción, pero no parece, sin embargo, que fuera esencial para la coraza del Mazinger. Es obvio, que el material debería ser capaz de mantener sus propiedades mecánicas (de resistencia, dureza y tenacidad) durante los picos de temperaturas ocasionados por el armamento de los enemigos (los brutos mecánicos), pero no que tuviera que soportar altas temperaturas durante tiempos largos. La cuestión no es menor, porque ello condiciona fuertemente la posible composición del material.

En la tecnología actual, se emplean básicamente tres tipos de superaleaciones: de base Fe-Ni, de base Ni y de base Co. La elección de estas tres bases no es nada casual. Los tres elementos tienen puntos de fusión elevados y poseen a temperatura ambiente estructuras cristalinas del tipo «cúbica centrada en las caras», lo que les concede buena capacidad de deformación y poder de disolución de elevados porcentajes de elementos como Cr, Mo o W (que actuarán como potenciadores de sus propiedades). Para conseguir un buen comportamiento hasta los 700 ºC se pueden emplear supealeaciones de base Fe-Ni, para extender el rango hasta los 1000 ºC se han de emplear las de base níquel, y para temperaturas de trabajo superiores aun, se ha de emplear la base cobalto, siempre que los requisitos de resistencia no sean muy severos. Las superaleaciones de base Ni son las que, en general, permiten alcanzar las mejores prestaciones.

En el caso de las de base Fe-Ni y de las base Ni, la elevada resistencia mecánica se debe, principalmente a la presencia de precipitados de compuestos intermetálicos (esto es, metal-metal) muy estables con la temperatura. Para dificultar la coalescencia de estos precipitados, que se ve activada con la temperatura, se les añade Re. Además, contribuye a la resistencia mecánica la presencia de carburos, carbonitruros y/o boruros y, en menor medida, el endurecimiento por solución sólida proporcionado por elementos como Mo, W, Ta y el propio Re. Algunas aleaciones de base Ni mejoran su resistencia con la adición de óxidos, como el Y2O3, dispersos en su seno. El refuerzo de las superaleaciones de base Co, por el contrario, está basado fundamentalmente en la presencia de una elevada cantidad de carburos.

La mayoría de las superaleaciones contienen además importantes cantidades de Cr, para mejorar su resistencia a la corrosión. No obstante, en los últimos años, y por motivos económicos, se ha ido reduciendo el contenido de Cr, a la vez que se ha incrementado el de Al. Así se logra mantener la misma resistencia a la oxidación, aunque no sucede lo mismo con otros tipos de corrosión.

Teniendo todo esto en cuenta, no es descabellado pensar que la adición de incluso pequeñas cantidades de japonio a la superaleación se tradujese en una mejora notable de sus propiedades. Habría que conocer muy bien las propiedades de ese elemento para aventurar algo más.

Pero como decíamos, ciertamente, las superaleaciones nacieron con la idea de proporcionar materiales metálicos refractarios, esto es, capaces de trabajar en condiciones de altas temperaturas durante tiempos muy largos. Quizás, los guionistas cuando hablaban de superaleación solo querían decir «una aleación extraordinaria», desconociendo el sentido riguroso del término técnico. (En la misma línea, una aleación aún mejor que una superaleación cabría llamarse ultraaleación.) Sería más sensato entonces pensar en materiales cuyas propiedades estuviesen optimizadas a temperatura ambiente, pero eso sí, capaces de resistir golpes tanto mecánicos como térmicos.

Hay un extraordinario material ―el metal maravilloso lo llaman algunos― que es increíblemente resistente a la tracción, al desgaste, a la corrosión, refractario, mal conductor del calor, con un punto de fusión elevado de 1675 °C ―aunque al aire no podría superar los 1200 ºC porque ardería― y, además, extraordinariamente ligero (4.51 g/cm3). Ese singular material no es otro que el titanio, que no en vano recibió este nombre por los gigantes Titanes de la mitología griega.

Si estas son las propiedades del titanio puro, ¿qué no podrá esperarse de sus aleaciones? En efecto, algunas propiedades de sus aleaciones son impresionantes, y las industrias química, energética, biomédica, marina y aeroespacial se lo disputan. Algunas de las aleaciones mejor conocidas son del tipo Ti-Al-V con adiciones menores de Cr, Zr y/o Mo, que con el debido tratamiento térmico permiten fabricar piezas con mejor resistencia a la fatiga y ductilidad que aceros con sección mayor. Sencillos tratamientos superficiales, como de nitruración, permiten crear recubrimientos finos sobre las piezas terminadas que mejoran extraordinariamente su resistencia al desgaste, por lo que son ampliamente empleadas en la fabricación de brocas y herramientas de corte. Las aleaciones de Ti-Al-Ru son capaces de trabajar en condiciones de salmuera sin que se produzca corrosión. Con excelentes propiedades de biocompatibilidad están las aleaciones de Ti-Mo-Zr-Fe o las de Ti-Nb-Ta-Zr. Algunas de estas aleaciones poseen una asombrosa propiedad denominada «memoria de forma», esto es, la capacidad de recuperar la forma inicial mediante un aumento de temperatura. Ciertamente, las propiedades mecánicas a temperatura ambiente de las aleaciones son superiores a las del titanio puro y sí, a elevadas temperaturas durante tiempos largos, esas propiedades son inferiores a las proporcionadas por las superaleaciones de Ni y Co, con un rango térmico de aplicabilidad más restringido. No obstante, algunas composiciones muy específicas, como la de los intermetálicos TiAl y Ti3Al, sí poseen excepcionales prestaciones mecánicas a temperaturas elevadas, aunque no más allá de 700 ºC. En cualquier caso, no es eso lo que buscamos.

Broca de aleación de titanio recubierta por nitruro de titanio (responsable del color dorado).

¿Qué podría provocar la adición del japonio? Quién sabe… Pero estoy convencido de que si la serie de Mazinger Z se hubiese creado en el momento actual, la superaleación Z contendría japonio, pero también titanio. Sencillamente, porque está de moda.

Hay, sin embargo, una última consideración que puede forzarnos a un replanteamiento general. En multitud de episodios de la serie, se nos muestra con gran claridad cómo los golpes que encaja Mazinger Z, propinados por sus enemigos, no ocasionan mayor efecto que los que reparte Mazinger, que tampoco es manco. Pero esto es verdaderamente sorprendente por la razón que ahora les diré. Una de las virtudes que más se elogia en la serie es que, ya sea por una menor densidad y/o por las fabulosas propiedades de la superaleación Z, el blindaje de Mazinger Z puede tener menor espesor, sin menoscabo alguno de su protección, pero permitiendo una importante reducción de masa, que se traduce en un menor consumo de energía para moverse y una mayor agilidad. En efecto, si como se menciona en la serie, la masa de Mazinger Z era de 20 TM, la masa en torno a 10 veces superior de sus enemigos debería hacerlos más lentos (algo que no se observaba en la pantalla, porque algunos volaban sin problemas, incluso a velocidades supersónicas), pero sus golpes deberían haber sido fatales, provocando desplazamientos mayores que los ocasionados por los asestados por Mazinger. Dado que eso no es lo que se observa en la serie, debemos pensar que ello se debe a una singular propiedad de la superaleación Z que conforma su blindaje: la de absorber la energía de los impactos, y devolverla en forma de alguna radiación electromagnética no visible. ¿Le suena de algo? Ciertamente, como no me juego nada, estoy en condiciones de apostar que el japonio no era ningún nuevo elemento, sino el ya conocido como vibranio. Así, ciertamente, la superaleación Z podría tratarse de la misma aleación (de acero y vibranio) con la que Howard Stark fabricó el escudo del Capitán América, adelantándose al Profesor Kabuto en algunas décadas. La energía fotoatómica sería, pues, el resultado de una emisión intensísima en el rango visible provocada por la estimulación sónica del japonio/vibranio, con la frecuencia adecuada que había encontrado tras larguísimos cálculos teóricos el Profesor Kabuto. Tampoco es descartable que la superaleación Z se tratara de una aleación verdaderamente nueva constituida con titanio y japonio/vibranio. Quizás.

Me sorprende que esta conexión no se le haya ocurrido a nadie. Estaba clarísima desde el principio.