Investigadors de diferents centres europeus com l'Institut Max Planck, la Universitat de Delft o el Reial Institut de Tecnologia d'Estocolm treballen per descobrir l'acer del futur. De moment, tenen ja quatre nous aliatges que ofereixen un coeficient d'expansió tèrmica (contracció del material quan s'exposa a fred o calor) que millora el dels acers actuals.
Aliatges d'alta entropia
L'acer no és cap altra cosa que ferro barrejat amb altres materials i la seva composició varia en funció de l'ús final que se li vulgui donar al material. Ara, des de 2004, l'addició desenes d'elements que poden permetre obtenir materials millors, més duradors i més resistents és possible gràcies als aliatges d'alta entropia, que es poden desenvolupar gràcies a l'ús d'intel·ligència artificial: "les màquines estalvien temps i esforç i es poden realitzar moltes més combinacions", explica Ziyuan Rao, de l'Institut Max Planck. Com a exemple, des del Centre Nacional d'Investigacions Metal·lúrgiques del CSIC posen el cas de l'acer toledà: "aquelles espases es forjaven amb carbó vegetal de les muntanyes properes a Toledo i aquest carbó era especial, perquè contenia més carboni, la qual cosa feia les espases més dures", explica. A aquest resultat venturós es va arribar gràcies a la tècnica d'assaig-error i a la casualitat, però ara, els programes informàtics que empren els experts en ciència dels materials poden elaborar càlculs, dissenyar models i anticipar resultats encara que, al final, és l'home que facilita a la màquina tota aquesta informació. De fet, l'únic que canvia és la capacitat de procés, molt més gran en un ordinador que a un cervell humà.
Com treballen els investigadors que dissenyen l'acer del futur?
El sistema d'intel·ligència artificial que utilitzen té tres passos: un model genera noves barreges partint d'un base de dades que els investigadors han elaborat prèviament i, després, utilitzen un altre model per predir les propietats que tindrà cada composició dissenyada. En l'últim pas, és el sistema d'IA el que puntua cada aliatge proposat segons el seu ajustament als paràmetres fixats i el seu grau de novetat. De 1.000 diferents fórmules, se n'han escollit quatre. L'estàndard amb què es comparen és l'invar, un aliatge compost per un 64% de ferro, un 36% de níquel i petites quantitats de manganès, carboni i crom que destaca pel seu baixíssim coeficient d'expansió tèrmica. El va dissenyar a finals del XIX Charles Edouard Guillaume i, gràcies a ell, va guanyar el premi Nobel. L'acer invar encara s'utilitza avui per fabricar instruments de precisió, rellotges, pèndols i vàlvules de motors. Ara, els investigadors implicats en aquest projecte creuen haver trobat, de moment, dos aliatges que l'igualen i unes altres dues que el milloren. I tot, de la mà de la intel·ligència artificial. Els aliatges d'alta entropia estan iniciant, així, una nova era: prometen millores en propietats molt demandades, com les magnètiques, la resistència a la corrosió i la tolerància a les temperatures extremes. I els reactors de fusió, precisament, necessiten materials amb aquestes característiques. Potser, l'humil acer, sigui l'eina que ens permetrà superar la crisi energètica global.