Art and Shape-Memory Alloys

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Resumen. Las propiedades específicas de las aleaciones con memoria de forma, aplicadas al arte, son capaces de reinventar la escultura. La capacidad de estas aleaciones para «aprender» y «memorizar» formas distintas a temperaturas distintas —formas que recordarán con todo rigor cuando vuelvan a encontrarse a esas mismas temperaturas— añade a la escultura una dimensión inédita y un nuevo grado de libertad. Los esfuerzos realizados para llevar a cabo la primera escultura monumental en níquel-titanio macizo han permitido a los dos socios, la industria y el arte, enriquecerse mutuamente, ampliando los límites del conocimiento tecnológico y abriendo un nuevo campo a la imaginación del artista.

Arte y tecnología: el arte y las aleaciones con memoria de forma

La explosión exponencial del conocimiento científico y del saber hacer tecnológico, característica de nuestra sociedad actual, no puede dejar indiferentes la sensibilidad humana ni la creación artística. Si la ciencia puede ser una fuente intelectual de modelos o de inspiración, la tecnología puede aportar las nuevas herramientas de la creación artística. En este último caso, han surgido dos tendencias en los últimos años: artistas que toman tecnologías existentes y las integran en sus obras, o artistas que exigen más de esas tecnologías y las adaptan a sus necesidades creativas.

Esta segunda tendencia caracteriza la relación entre el arte y las aleaciones con memoria de forma en mi escultura. Es una relación que augura una sinergia inédita entre el arte, la investigación y la industria, una relación que renueva la lógica económica al incluir el arte como un socio valioso.

Presentación de las aleaciones con memoria de forma

La Edad del Bronce, la Edad del Hierro… la Edad de la Memoria de Forma. La transformación martensítica reversible que da lugar al efecto de memoria de forma se había observado ya en 1932 en el oro-cadmio [1] y en 1938 en las aleaciones de cobre-zinc [2]. A partir de la década de 1950, Thomas A. Read y sus colaboradores del

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departamento de ingeniería mecánica de la Universidad de Illinois estudiaron estos materiales [3], pero no fue hasta 1962 cuando W. J. Buehler y sus colaboradores del Naval Ordnance Laboratory descubrieron que el níquel-titanio (que Buehler bautizó NiTiNOL) presentaba este efecto de memoria de forma [4]. Desde entonces se ha estudiado un gran número de sistemas de aleaciones (las aleaciones a base de cobre y la familia del níquel-titanio siguen siendo los sistemas más atractivos desde el punto de vista comercial), y tanto el interés por las aleaciones con memoria de forma como el grado de desarrollo de productos que utilizan estos materiales han aumentado de forma espectacular y siguen creciendo.

El efecto de memoria de forma designa la capacidad de ciertos metales para «recordar» una forma anterior. Estos metales pueden deformarse (doblarse, torcerse, estirarse, etc.) por debajo de una temperatura determinada y, sin embargo, recuperan su forma anterior cuando se calientan ligeramente por encima de ella. Aunque los metales son perfectamente estables por debajo de esa temperatura, el calentamiento les hace recobrar instantáneamente su forma original. Algunas aleaciones pueden incluso recordar ambas formas: el calentamiento provoca la recuperación de la forma no deformada y el enfriamiento, el regreso a la configuración deformada; es el llamado efecto de memoria doble.

Entre las aleaciones que presentan estos efectos figuran el níquel-titanio, el cobre-zinc-aluminio, el cobre-aluminio-níquel, el oro-cadmio y el indio-talio. Estos materiales permiten cambios de forma a temperaturas comprendidas entre −196 °C y +150 °C, pero la investigación actual se orienta a desarrollar nuevas aleaciones que amplíen ese intervalo y reduzcan los costos.

Entre las primeras aplicaciones de las aleaciones con memoria de forma (1969) figuran cilindros huecos que, al calentarse, se contraían sobre tubos y conductos para formar uniones de gran fiabilidad (el acoplamiento de tuberías Cryofit® de Raychem), una técnica que hoy se utiliza en centrales nucleares, en sistemas hidráulicos críticos de aeronaves, etc. Durante años, la extrema dificultad de producir estas aleaciones de manera homogénea frenó su desarrollo, pero hoy el sueño de la memoria de forma se está haciendo realidad.

¿Qué nos depara el futuro? Es como si subiéramos una escalera larga y empinada un día de niebla: sabemos que subimos, pero no se divisa ningún rellano, y el final está tan lejos que no alcanzamos a imaginarlo. Creo que la unión de las aleaciones con memoria de forma y del mundo del arte traerá consigo el rejuvenecimiento de la metalurgia.

Una reinvención de la escultura

Hace siete años descubrí las aleaciones con memoria de forma a través de artículos técnicos en revistas especializadas y al asistir en París a un congreso cuyo tema era «La memoria…». Desde entonces trabajo con las aleaciones con memoria de forma. Las razones de esta dedicación son varias:

• La emoción que surge al observar el fenómeno de la memoria de forma: una conmoción de orden iniciático; enigma, extrañeza, belleza de las transformaciones; una nueva relación con la materia; un despertar de la conciencia sin equivalente; imágenes culturales que acuden a la mente: «Objets inanimés, avez-vous donc une âme ?» (Lamartine)
• La omnipresencia del fenómeno en el mundo que nos rodea: ahora que se ha identificado, el fenómeno parece estar presente en muchas situaciones. Además de en las aleaciones metálicas, existe en plásticos, cerámicas, cabellos, bacterias, tejidos inarrugables y flagelos de espermatozoides. Se diría que este fenómeno no es ajeno a las formas que existen en nuestro entorno.
• La revelación a nuestros sentidos de las propiedades de la materia a escala atómica: la vista se convierte en testigo directo de los átomos en su comportamiento «íntimo».
• La certeza de que la escultura ha sido reinventada y metamorfoseada radicalmente, en un enfoque conceptual y creativo inédito: una verdadera evolución espaciotemporal de la forma en relación con el entorno, que marca una fecha en la historia del arte y abre nuevos horizontes.

El potencial creativo

Si la escultura, al menos hasta hoy, ha sido inmóvil, el desarrollo de las aleaciones con memoria de forma me ha permitido introducir en mi escultura cambios de forma, cambios previsibles que dependen de las condiciones del entorno y de la temperatura ambiente.

Inspirado por las posibilidades de estos materiales, he concebido y realizado prototipos de numerosas esculturas macizas en aleación con memo-

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ria de forma que están «vivas», capaces de moverse. Entre mis proyectos figuran:

• La transformación reversible de un torso de hombre en un torso de mujer en función de la temperatura: a la sombra es un torso masculino; al sol, uno femenino (Fig. 1). Para mí, este primer proyecto no fue más que un ejercicio de estilo y no una verdadera creación artística.
• Una réplica de la Victoria de Samotracia, drapeada en invierno y desnuda en verano.
• Un árbol metálico que manifiesta un comportamiento orgánico vivo: una forma de invierno, una forma de primavera, una forma de verano… formas distintas a distintas horas. (Fue el primer esbozo de El Árbol de la nueva alianza; véase más adelante y la Fig. 2.)

Muchos otros conceptos existen en estado embrionario en mi imaginación, pero, aunque sean realistas desde un punto de vista teórico, aún tienen que hacerse viables en el plano práctico.

El largo camino hacia el saber hacer industrial: de los conceptos a la realización

Desde 1984 he convencido a varias empresas e institutos de investigación franceses para que participen en mis proyectos y prototipos en desarrollo [5]. Se ha recurrido a laboratorios de alta tecnología. Sin embargo, los imperativos económicos e industriales franceses no han resultado compatibles con las necesidades artísticas. Los costos son elevados, la visión a pequeña escala se abandona y las realizaciones a gran escala resultan imposibles de construir.

Sabía que en el resto de Europa, en Japón y en los Estados Unidos se estaba investigando, así que busqué un socio nuevo y valioso. En los Estados Unidos, Raychem Corporation cuenta con veinte años de experiencia en aleaciones con memoria de forma y durante ese período ha invertido grandes sumas en investigación fundamental. Es preciso establecer la cooperación, el diálogo y la interacción entre el artista y la industria, y desarrollar una lógica económica viable. Mi socio industrial, Raychem, comprendió que los conceptos nacidos del arte podían evolucionar y extenderse a aplicaciones industriales, y que invertir en proyectos de desarrollo escultórico podía, por tanto, resultar provechoso en el futuro.

Mi primer proyecto con Raychem es Homenaje a Tinel o El Círculo de vida (Fig. 3). Esta escultura tiene un ritmo diario y también un ritmo estacional. «Florece» en un círculo completo (5 m de diámetro) en verano o en un día caluroso, y se repliega en un círculo doble (2,5 m de diámetro) en invierno o en una noche fría.

Un proyecto futuro será El Árbol de la nueva alianza, un «árbol» que vivirá al ritmo de las estaciones como un organismo vegetal (véase la Fig. 2).

En la primavera de 1988 se fundó la empresa Creartech, una empresa conjunta entre Raychem y yo, con el fin de ayudar a los diseñadores y artistas que deseen utilizar aleaciones con memoria de forma en sus obras [6].

Perspectivas actuales

La relación sintomática de las oportunidades que ofrecen hoy nuestras sociedades pone de manifiesto la importancia de la implicación humana para reunir competencias de ámbitos distintos, aquí científicos y artísticos, y demuestra que esos encuentros son posibles y fecundos. Debemos seguir demostrando la contribución de la tecnología al desarrollo artístico y allanar el camino hacia una responsabilidad cultural diversificada, no solo recurriendo a los cauces habituales de decisión y de ejecución (comercialización del arte, mecenazgo de empresa, encargos públicos, etc.), sino adoptando una manera de pensar viable y mutuamente enriquecedora, en la que el arte, y las prestaciones suplementarias que exige, pueda servir de catalizador innovador para una empresa, inspirando, por ejemplo, nuevas orientaciones para la investigación fundamental.

Fig. 1. Jean-Marc Philippe, Hermafrodita (prototipo), aleación de cobre-zinc-aluminio, 20 × 15 cm. Transformación reversible de un torso de hombre (20 °C) en un torso de mujer (55 °C).

Fig. 2. Jean-Marc Philippe, El Árbol de la nueva alianza, simulación por computadora, níquel-titanio (Raychem). En verano mide aproximadamente 15 m de alto y 9 m de ancho. Este árbol «vivirá» al ritmo de las estaciones: las imágenes, de izquierda a derecha, muestran los cambios de la escultura del invierno al verano. El árbol también cantará, ya que las aleaciones con memoria de forma presentan una fuerte amortiguación sonora a bajas temperaturas y una débil amortiguación a temperaturas cálidas.

Fig. 3. Jean-Marc Philippe, Homenaje a Tinel o El Círculo de vida, simulación por computadora, níquel-titanio (Raychem), 5 m de diámetro en verano, 2,5 m de diámetro en invierno. Transformación reversible de un anillo plano (5 m de diámetro) en un anillo doble plano (2,5 m de diámetro). La escultura «respira» al ritmo de las temperaturas diarias y estacionales. Los pares de imágenes muestran las vistas de frente y de perfil (izquierda y derecha, respectivamente): (arriba) verano; (centro) otoño; (abajo) invierno.

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Referencias y notas

1. L. C. Chang y T. A. Read, «Plastic Deformation and Diffusionless Phase Changes in Metals — The Gold-Cadmium Beta Phase», Transactions of the American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers 191, 47–52 (1951).
2. J. Perkins, G. R. Edwards, C. R. Such, J. M. Johnson y R. R. Allen, en Shape Memory Effects in Alloys, J. Perkins, ed. (Nueva York: Plenum Press, 1975).
3. Chang y Read [1].
4. W. J. Buehler, J. V. Gilfrich y R. C. Wiley, «Effect of Low-Temperature Phase Changes on the Mechanical Properties of Alloys Near Composition TiNi», Journal of Applied Physics 34, n.º 5 (mayo de 1963).
5. Entre ellos, el Centre National de la Recherche Scientifique (C.N.R.S.), el Commissariat à l’Énergie Atomique (C.E.A.), el Institut National des Sciences Appliquées (I.N.S.A.), el Groupe Péchiney y Souriau.
6. Creartech S.A., 2, Boulevard du Moulin à Vent, 95800 Cergy-Saint-Christophe, Francia.