TITANIO

          El titanio se emplea en las aleaciones de acero para reducir la cristalidad y como desoxidante, y en las de acero inoxidable para reducir su contenido de carbono. Son frecuentes también las aleaciones con aluminio, vanadio, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y otros metales.

Pigmentos y aditivos

          Alrededor del 95% del mineral de titanio extraído de la Tierra se destina para su refinamento como dióxido de titanio (TiO
2), usado como pigmento blanco permanente en pinturas, dentífricos y plásticos. También se emplea en el cemento, en gemas, para conseguir opacidad en el papel,y para mejorar la dureza en cañas de pescar de grafito y en palos de golf.
           El polvo de TiO
2 es químicamente inerte, resiste el deterioro por luz solar y es muy opaco. Esto permite darle un color blanco brillante a los químicos marrones o grises que forman la mayoría de los plásticos domésticos. La pintura hecha con dióxido de titanio presenta una buena resistencia a las temperaturas extremas, y soporta los ambientes marinos. El dióxido de titanio puro tiene un índice de refracción muy alto y una dispersión óptica mayor que el diamante. Además de ser un pigmento importante, también se utiliza generalmente en los protectores solares.

Aplicaciones aeroespaciales y náuticas

          Gracias a su alta proporción de tensión de rotura por densidad, alta resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y las fendeduras y la capacidad de soportar temperaturas moderadamente altas sin deformarse, las aleaciones de titanio son empleadas habitualmente en Aeronaves, armadura de vehículos, barcos, naves espaciales y misiles. Para estas aplicaciones se emplean aleaciones de titanio con aluminio circonio, níquel y vanadio entre otros elementos. Casi dos tercios de todo el metal de titanio producido se emplea en motores y estructuras de aeronaves, pero también se emplea en otros componentes diversos como partes estructurales críticas, trenes de aterrizaje, conductos de escape y sistemas hidráulicos. El avión SR-71 Blackbird fue una de las primeras aeronaves en hacer un uso extensivo del titanio como parte de su estructura, dando paso al uso de este material en las aeronaves modernas. Las estimaciones indican que se emplean unas 59t en los Boeing 777, 45t en los Boeing 747, 18t en los Boeing 737, 32t en los Airbus A340, 18t en los Airbus A330 y 12t en los Airbus A320. El Airbus A380 emplea hasta unas 77t, incluyendo unas 11t en sus motores. En cuanto a las aplicaciones para motores, el titanio se emplea en rotores, compresores y componentes de sistemas hidráulicos. Las aleaciones de titanio 6AL-4V componen casi el 50% de todos los tipos de aleaciones empleadas en las aplicaciones aeronáuticas. Gracias a su alta resistencia a corrosión por agua de mar, el titanio se emplea en la fabricación de árboles de transmisión y cabos, en intercambiadores de calor de las plantas desalinizadoras, en refrigeradores de agua marina en acuarios, sedales y anzuelos y en los cuchillos de los buceadores. También se emplea para fabricar carcasas y otros componentes de aparatos de vigilancia y observación marina de uso científico y militar. La antigua Unión Soviética desarrolló técnicas de construcción de submarinos con cascos hechos de aleación de titanio, y para la forja de titanio en tubos de vacío.

Aplicaciones industriales

 Las tuberías soldadas y ciertos equipamientos de titanio, como intercambiadores de calor, tanques, recipientes de encausado y válvulas, se emplean en las industrias químicas y petroquímicas principalmente debido su resistencia a la corrosión. Ciertas aleaciones específicas se emplean en aplicaciones de perforación y siderometalúrgicas por su dureza, resistencia a corrosión o una combinación de los dos factores. La industria papelera usa el titanio en equipos de encausado expuestos a medios corrosivos como por ejemplo los gases de cloro. Otras aplicaciones industriales del titanio incluyen la soldadura ultrasónica, la soldadura por onda y la pulverización catódica. El tetracloruro de titanio TiCl₄ es un intermediario importante en la obtención de dióxido de titanio TiO₂, se emplea en la Ziegler-Natta, y también se usa en la fabricación de vidrio iridiscente y cortinas de humo.

 Aplicaciones de consumo y arquitectónicas

          El metal de titanio se utiliza en diversas aplicaciones en la automoción, particularmente en el automovilismo y el motociclismo, donde la reducción de peso manteniendo la resistencia y rigidez es un factor crítico.

           Este metal es por lo general demasiado caro como para ser comercialmente lucrativo en el mercado general, excepto en productos de alta gama. Algunos modelos de Chevrolet Corvette incluyeron tubos de escape hechos con titanio y el motor supercargado de los Corvette Z06 usa válvulas de entrada de titanio sólido y ligero, para conseguir una mayor resistencia al calor.

            El titanio se emplea también en muchos aparatos deportivos, como por ejemplo raquetas de tenis, palos de golf, mangos de los palos de lacrosse, rejas para cascos de cricket, hóckey, lacrosse y fútbol americano, y marcos y componentes de bicicletas. Las aleaciones de titanio pueden utilizarse también en los marcos de gafas, aumentando su coste pero consiguiendo una reducción de peso y evitando posibles Alergias en la piel. Muchos equipos de acampada están hechos de titanio, incluyendo utensilios de cocina, linternas y espeques, que resultan más caros que los utensilios tradicionales de acero y aluminio pero ofrecen un menor peso sin pérdida de dureza y resistencia. El titanio también se usa en la fabricación de herraduras que resultan más ligeras y duraderas que las de acero.

            Debido al avance en las técnicas de fabricación de metales y el menor peso en comparación con metales más tradicionales, el uso del titanio en la fabricación de armas de fuego está cada vez más extendido. Por estos mismos motivos se utiliza también en la fabricación de las carcasas de determinados modelos de computadoras portátiles. En ocasiones también se ha usado el titanio en aplicaciones arquitectónicas. El memorial de 40m de altura en la honra de Yuri Gagarin en Moscú está hecho de titanio debido al color de este metal y a su asociación con la industria aeroespacial.

     El Museo Guggenheim de Bilbao y la Cerritos Millennium Library en Cerritos, California, fueron los primeros edificios en Europa y Norteamérica respectivamente en construirse con una cubierta de paneles de titanio. Otras construcciones con cubiertas de titanio incluyen el edificio Frederic C. Hamilton en Denver, Colorado y el Monumento a los Conquistadores del Espacio de 107 m de altura en Moscú.

Joyería

           Es habitual el uso del titanio en los diseños de joyería, gracias a su durabilidad y propiedades inertes que hacen de este metal una buena elección para evitar posibles alergias y resistir al agua. Puede emplearse en forma de aleación con oro comercializado como oro de 24 quilates, ya que el 1 % de Ti en la aleación no es suficiente para que se rebaje esta calificación. Las piezas hechas con esta aleación adquieren una dureza equivalente a las de 14 quilates, aumentando así su durabilidad.

           La durabilidad, ligereza y resistencia de este material lo hacen muy útil en la producción de cubiertas para relojes, y algunos artistas han trabajado que el titanio en la producción de esculturas, objetos decorativos y muebles.  Debido a su inercia y capacidad de adquirir varios colores el titanio es un metal habitual en los piercings corporales. Los diferentes colores de estos se obtienen por medio de anodización, variando el grosor de la capa exterior de óxido.

 

          Su uso en monedas de curso no legal y medallas conmemorativas es algo menos habitual. Como ejemplos, en 1999 Gibraltar hizo pública la primera moneda de titanio, en celebración del nuevo milenio, y el equipo de rugby australiano Gold Coast Titans premió con una medalla de titanio puro a su jugador del año.

Aplicaciones médicas

 

          El titanio tiene múltiples aplicaciones médicas gracias a su biocompatibilidad, incluyendo herramientas quirúrgicas e implantes médicos. Para estos propósitos el titanio suele emplearse en aleaciones con entre un 4 % y 6 % de aluminio y un 4% de vanadio.

          Gracias a esta habilidad inherente para integrarse que los huesos, resulta muy útil en los implantes dentales y ortopédicos, que pueden llegar a tener una vida útil de hasta 30 años. Estos implantes se benefician de la baja constante elástica que posee el titanio para asemejarse el máximo posible a la de los huesos. Esto consigue que las cargas de peso se repartan de forma más equitativa entre los huesos y el implante, consiguiendo un menor incidente de degradación en los huesos y reduciendo la posibilidad de complicaciones médicas relacionadas con el propio implante. Sin embargo, la rigidez de las aleaciones de titanio es el doble de la del hueso, por lo que los huesos adyacentes reciben una menor carga y pueden sufrir deterioro.

           Al ser un metal no ferromagnético los pacientes con implantes de titanio pueden ser examinados con seguridad mediante imágenes por resonancia magnética. La preparación del titanio para su uso como implantes corporales requiere que se trate bajo un arco de plasma el alta temperatura para eliminar los átomos superficiales, exponiendo los átomos subyacentes de titanio en el proceso.

Almacenaje de residuos nucleares

          La resistencia a la corrosión del titanio hizo que los contenedores de este material fueran investigados para su uso en el almacenaje a largo plazo de residuos nucleares, determinando que es posible fabricar contenedores que pueden durar hasta 100 000 años siempre que el proceso cumpla una serie de condiciones de fabricación determinadas para reducir los posibles defectos. Puede también emplearse como protector antigoteo sobre otros tipos de contenedores para ayudar en la contención de los residuos guardados en ellos.