Tercer Milenio
En colaboración con ITA
proyectos europeos
Nanotecnologías nada superficiales
El proyecto New Skin facilitará el desarrollo de bancos de ensayo singulares para introducir nanotecnologías en la industria.
Hay que estar muy seguros antes de incorporar una nueva tecnología a un proceso industrial de fabricación en serie. Es una decisión que nunca se toma sin antes simular, prototipar y ensayar. Pero cuando se trata de algo tan novedoso como las nanotecnologías, hay que salvar algunos obstáculos. "Por el momento, los modelos teóricos actuales no son capaces de simular todos los efectos que se producen mediante los nanorrecubrimientos o nanotexturas, por lo que es necesario fabricarlos y ensayarlos", reconoce Elías Liarte, responsable de Proyectos de I+D de Itainnova.
Y, además, hay que hacerlo a la carta: "Como son tecnologías novedosas en su aplicación a la industria, y en ocasiones requieren de la colaboración de varios socios, antes de introducirlas a nivel industrial es necesario comprobar la tecnología para el producto determinado de una empresa". Conforme este tipo de tecnologías se vayan implementando, está convencido de que "la base de datos de estos nanorrecubrimientos y nanotexturas irá creciendo y todo el proceso se irá simplificando".
Mientras tanto, está en marcha el proyecto europeo del Horizonte 2020 New Skin, cuyo objetivo es facilitar el desarrollo de bancos de ensayo singulares que permitan la introducción de diferentes nanotecnologías en las industrias de una manera más sencilla.
Itainnova forma parte de un consorcio formado por más de 30 socios que lleva 18 meses trabajando en la puesta en marcha de estos bancos de ensayo. Se encuentra abierta hasta finales de este mes de enero –con un lugar preferente para las pymes– la primera convocatoria de proyectos a coste cero o coste reducido que seleccionará los primeros proyectos industriales donde se introducirán los resultados de los avances del proyecto.
Técnicas
- NANORRECUBRIMIENTOS Los nanorrecubrimientos se incorporan mediante procesos complejos como la deposición química de vapor activada con plasma para aplicar grafeno, mediante la deposición de partículas –por ejemplo de óxido de titanio– a alta velocidad e intensidad con un magnetrón o mediante la deposición física de vapor de cromo-aluminio-níquel.
- NANOSUPERFICIES La generación de nanosuperficies se consigue mediante la aplicación de diferentes tecnologías de láser a diversos materiales, con ópticas adaptativas avanzadas y ‘software’ de última generación. El láser se aplica directamente sobre el componente final, en el caso de los componentes metálicos o de bobinas laminadas en continuo de hasta 15 metros. Cuando se trata de polímeros, la transferencia de la textura se realiza a través de un molde.
Implantes antibacterianos con estructura de piel de tiburón
Trabajar en la superficie de los materiales tiene efectos nada superficiales. Nuevos nanorrecubrimientos y nanosuperficies permiten mejorar las capacidades de los equipos actuales. "Las aplicaciones en la industria son muy variadas e incluyen: reducción de la oxidación en ambientes agresivos, incremento de la dureza, mejora del intercambio de calor, reducción de la fricción y el desgaste en componentes que están en movimiento, como ejes de transmisión de potencia o juntas dinámicas de caucho...", detalla Elías Liarte desde Itainnova.
Incluso se está planteando dotar de nanosuperficies antibacterianas a implantes, prótesis o embalajes, pues "se conoce que ciertas estructuras de escala nanométrica, como la de la piel del tiburón, reducen o eliminan la presencia de bacterias", destaca.
¿Cómo se genera una nanosuperficie? Si son componentes metálicos, se aplica directamente láser. Si se trata de polímeros, la textura se transfiere a través de un molde. Con la colaboración de varios socios del proyecto New Skin, Itainnova está trabajando para determinar las condiciones óptimas de la transferencia de estas texturas durante los procesos de moldeo. "Conjuntamente con los socios del proyecto, en Itainnova definimos la textura con la que pretendemos mejorar las propiedades del producto –explica Liarte–, haciendo posteriormente un molde mediante láser de última tecnología". En los laboratorios, "comprobamos que la transferencia de la textura al polímero es correcta, aplicando medidas correctoras si son necesarias, como añadir recubrimientos al molde para garantizar la correcta réplica de la textura deseada".
Gracias a estos nuevos nanorrecubrimientos y nanosuperficies se consiguen baterías de coche con mejor conductividad y mojabilidad o celdas de combustible que evitan la corrosión por su mejor contacto y conductividad. Las nuevas membranas que se generan, por ejemplo de grafeno, evitan la acumulación de suciedad. Lo mismo sucede si se aplican estas tecnologías en elementos exteriores de las fachadas, que apenas habría que limpiar porque no se ensucian. Tanto en sistemas de generación de energía como en aeronáutica interesa mucho contar con superficies antihielo. Y aplicadas en hélices, se puede mejorar el impulso y la cavitación.
Pero todas esas bondades hay que probarlas. En el marco de New Skin también se están desarrollando instalaciones de ensayo singulares donde caracterizar los beneficios generados con estas nanotecnologías. Una cámara climática específica permite "ensayar todo tipo de condiciones de hielo en dimensiones de hasta 10 metros", así como analizar la corrosión en ambientes agresivos a temperaturas por encima de 50ºC. Con capacidad para ensayar el comportamiento mecánico también de las ‘tallas grandes’, "como tornillos de métrica 72 o componentes industriales con desplazamiento de hasta 1 metros o 4.000 rpm". En una plataforma sensorizada situada en el puerto de Bilbao se analiza la corrosión en ambiente marino. Las hélices industriales o los procesos de cavitación en bombas de agua se evalúan en túneles de agua.
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