La ablación (del latín ablatio - remoción, eliminación) es la remoción de masa de la superficie de un cuerpo sólido por una corriente de gases calientes que fluyen alrededor de esta superficie [1] o, más generalmente, la remoción o destrucción del material de un objeto por evaporación , astillado u otros procesos de erosión . Los ejemplos de procesos ablativos incluyen material de naves espaciales para propulsión atmosférica, la destrucción de meteoritos en el reingreso , hielo y nieve en glaciología , tejidos biológicos en medicina y materiales de protección pasiva contra incendios .
La electroablación es el proceso de eliminación de material de una pieza de trabajo de metal para reducir la rugosidad de la superficie .
La electroablación destruye las superficies de óxido de alta resistencia, como el titanio y otros metales y aleaciones exóticos, sin fundir el metal o la aleación no oxidados subyacentes. Esto permite un tratamiento superficial muy rápido.
Este proceso proporciona acabados superficiales en una amplia gama de metales y aleaciones exóticos y ampliamente utilizados, incluidos: titanio, acero inoxidable, niobio, cromo cobalto, inconel , aluminio y varios aceros y aleaciones ampliamente disponibles.
La electroablación es muy eficaz para lograr acabados superficiales de alta calidad para orificios, depresiones, así como superficies ocultas o internas de piezas (piezas) metálicas.
Este proceso es aplicable a las piezas producidas por el proceso de fabricación aditiva, como los metales impresos en 3D. Estos componentes generalmente se producen con niveles de rugosidad muy superiores a 5-20 micrones. La electroablación se puede utilizar para reducir rápidamente la rugosidad de la superficie a menos de 0,8 micras, lo que permite utilizar el posprocesamiento para el acabado de superficies de producción en masa.
La ablación con láser está fuertemente influenciada por la naturaleza del material y su capacidad para absorber energía, por lo que la longitud de onda del láser de ablación debe tener una profundidad de absorción mínima. Aunque tales láseres pueden tener baja potencia, pueden proporcionar la máxima densidad de potencia.
En el diseño de naves espaciales, la ablación se utiliza tanto para enfriar como para proteger piezas mecánicas y/o cargas útiles que, de otro modo, se dañarían con temperaturas extremadamente altas. Dos aplicaciones principales son los escudos térmicos para las naves espaciales que ingresan a la atmósfera del planeta desde el espacio y el enfriamiento de las toberas de los motores de los cohetes . Los ejemplos incluyen el módulo de mando Apollo , que protegía a los astronautas del calor atmosférico de reingreso , y el motor de cohete de segunda etapa Kestrel , diseñado exclusivamente para su uso en el vacío del espacio, donde el enfriamiento por convección no es posible.
En general, el material ablativo está diseñado de modo que, en lugar de transferir calor a la estructura de la nave espacial, solo la superficie exterior del material soportaría la mayor parte del efecto térmico. La superficie exterior se carboniza y se quema, pero con bastante lentitud, exponiendo solo gradualmente una nueva capa protectora fresca de material debajo. El calor se aleja de la nave espacial por los gases generados durante el proceso de ablación y nunca penetra en el material de la superficie, por lo que el metal y otras estructuras sensibles que protegen permanecen a una temperatura segura. A medida que la superficie del material se quema y se disipa en la atmósfera, el material sólido restante continúa aislando la nave del calor continuo y los gases sobrecalentados. El espesor de la capa ablativa se calcula de tal forma que sea suficiente para nivelar el calentamiento al que se enfrentará durante su misión.
Existe toda una rama de la investigación espacial , que incluye la búsqueda de nuevos materiales ignífugos para lograr el mejor rendimiento ablativo; esta característica es crítica para proteger a los pasajeros de la nave espacial y las cargas útiles del estrés térmico excesivo [2] . La misma tecnología se utiliza en algunas aplicaciones de protección pasiva contra incendios en algunos casos por los mismos proveedores que ofrecen diferentes versiones de dichos retardadores de fuego , algunos para la industria aeroespacial y otros para la protección estructural contra incendios .
La ablación biológica es la eliminación de la estructura o funcionalidad biológica.
La ablación genética es otro término para el silenciamiento de genes , en el que se anula la expresión de genes alterando o eliminando la información de la secuencia genética . En la ablación celular, las células individuales de una población o cultivo se destruyen o eliminan. Ambos procesos se pueden utilizar como herramientas experimentales, por ejemplo, en experimentos con mutaciones [3] .