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Otro personal investigador
Ignacio Agustín de la Nuez Pestana – Catedrático de Universidad
Departamento de Ingeniería de Procesos
Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática, ULPGC
Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática, ULPGC
La prevención de la corrosión en materiales y estructuras metálicas o de aleaciones metálicas es una tarea esencial en la ingeniería, pues genera graves consecuencias cuando no se les realiza un correcto mantenimiento. Solo la corrosión atmosférica, causada por factores como agentes atmosféricos presentes de forma natural en el aire (cloruros o dióxido de azufre) o provenientes de fuentes antropogénicas, la humedad relativa, la temperatura, la lluvia, etc., genera más de la mitad del daño causado sobre dichos materiales y estructuras, por lo que la aplicación de revestimientos que cubran las superficies de los elementos metálicos disminuye significativamente su deterioro y, con ello, los elevados costes que podrían derivarse.
Sin embargo, muchos de los recubrimientos comerciales anticorrosivos empleados pueden liberar compuestos que presentan elevados niveles de toxicidad, pudiendo provocar graves problemas de contaminación ambiental y riesgos para la salud, por lo que los requisitos legales a cumplir se tornan cada vez más restrictivos hacia este tipo de revestimientos.
Esto ha llevado a que muchos fabricantes de pinturas y productos anticorrosivos incorporen nuevos sistemas de recubrimiento que encapsulen y liberen de forma controlada dichos compuestos, minimizando su impacto ambiental, dando lugar a los llamados “recubrimientos inteligentes”.
Estos recubrimientos inteligentes (autoreparadores, autolimpiantes, etc.) están hechos de materiales sensibles que contienen características químicas, físicas, mecánicas y eléctricas únicas, que interactúan según los cambios del entorno circundante.
La solución desarrollada consiste en un nuevo tipo de recubrimiento inteligente que actúa de forma autónoma ante estímulos externos mediante la adición de nanopartículas cargadas con especies activas, tal y como se esquematiza en la siguiente figura (adaptada con fines académicos de S.H. Cho. S.R. White, P.V. Braun, Adv. Mater. 21 (2009) 645).
Tipo de resultado de I+D
- Nueva tecnología
- Nuevo producto
- Nuevo servicio
- Nuevo conocimiento o capacidad
Grado de madurez comercial
- Modelo o idea conceptual
- Prueba de concepto
- Validado en un entorno controlado
- Validado en un entorno real
- Implantado entorno real con éxito
Grado de protección
- No aplica
- Patente
- Modelo de utilidad
- Software
- Know how
Ámbitos de aplicación comercial
El desarrollo de recubrimientos inteligentes puede ser de interés para los siguientes sectores:
- Industria automovilística y transportes. Tiene una infinidad de aplicaciones como reparación de micro-rayones e inhibidoras de la corrosión en las carrocerías y superficies interiores de los vehículos.
- Industria aeronáutica, naval y defensa. Los recubrimientos presentan propiedades que impiden o retrasan la corrosión debida a la salinidad del mar y la incrustación de especies marinas, impidiendo el biofouling.
- Industria de la construcción. Se puede emplear en materiales de construcción, de manera que éstos detecten y respondan a la situación ambiental, teniendo en cuenta factores como temperatura, presión y luz. Puede utilizarse para la construcción de oficinas, naves industriales, edificios, casas, almacenes…
- Industria textil. Los recubrimientos inteligentes empleados en los textiles pueden presentar propiedades como método antibacteriano, superhidrofóbico, retardante de fuego o autolimpiante.
Oportunidad de mercado
El desarrollo de los recubrimientos inteligentes ha generado un gran interés en la ciencia de los materiales. Según datos del informe de 2018 de Grand View Research Inc., se estima que el mercado mundial de revestimientos alcance aproximadamente los 11.680 millones de dólares para 2024.
Asimismo, según la National Association of Corrosion Engineers (NACE), el impacto de la corrosión en el PIB de un país desarrollado puede equivaler a un 3,4% de éste. Cualquier solución que se aporte en el campo de los recubrimientos tendrá un beneficio económico directo de la propia actividad y como resultado de la minimización de las pérdidas económicas derivadas de la corrosión.
Por último, la irrupción de nuevos conceptos urbanos, como las “Smart cities”, implican nuevos modelos constructivos y nuevos materiales “inteligentes” y sostenibles medioambientalmente. La versatilidad de estos recubrimientos los hacen un campo de trabajo atractivo, además de aportar en la reducción de la huella de carbono y en la sostenibilidad ambiental en general.
Ventaja competitiva
Esta solución presenta las siguientes ventajas:
- Productos de última generación desarrollados a demanda que mejoran la vida útil de los equipos/sistemas donde se aplican.
- Autonomía de actuación de los recubrimientos, lo que hace que se reduzca la necesidad de acción humana en los procesos de mantenimiento, retrasando también las operaciones de reparación.
- Reducción de especies agresivas al medio ambiente, permitiendo poner en el mercado productos más sostenibles y con mayor atractivo técnico y social.
- Formulación de productos de carácter local, pues según la aplicación deseada de los recubrimientos, se pueden formular nuevos productos en base a una selección a la carta de la especie activa, lo que aumenta la eficiencia de la aplicación y su competitividad frente a otros productos.
Recursos necesarios para su implementación
Para continuar con el desarrollo de esta solución habría que optimizar las formulaciones ya ensayadas y desarrollar nuevas nanopartículas que permitieran cargar especies activas y que actuaran por otros mecanismos distintos del mecánico. Con el fin de poder llevar a cabo este proceso, sería necesario:
- Personal técnico de apoyo en el laboratorio.
- Financiación para la compra de equipamiento de laboratorio, materias primas y cubrir contrataciones de personal.
Las líneas de trabajo a corto plazo irían encaminadas al desarrollo de equipamiento a escala de laboratorio y planta piloto que permitiera fabricar nanopartículas de forma continua, para hacerlas accesibles al mercado y de precio competitivo. Por otro lado, se desarrollarían nuevas nanopartículas, así como el estudio y desarrollo de nuevas especies químicas para ser incluidas dentro de las nanopartículas.