Tercer Milenio
En colaboración con ITA
Smartfan, turbinas que curan sus heridas
Imaginemos materiales autorreparables que aumenten la vida útil de los productos y reduzcan las operaciones de mantenimiento y reparación. O materiales autosensorizados que proporcionen un control continuo del estado de las estructuras y los componentes y hagan pasar a la historia las inspecciones. Son algunos de los planes que el proyecto Smartfan tiene previsto aplicar a turbinas y sistemas de ventilación.
Cuando nos hacemos una pequeña herida, en pocos días nuestro propio cuerpo la cura y hasta la marca desaparece. ¿Por qué no llevar esta capacidad a los materiales? La ingeniería se inspira en la vida y los materiales autorreparables son prueba de ello. Las tecnologías biomiméticas "son propuestas tecnológicas que se inspiran en comportamientos que se observan en la naturaleza como respuesta a determinados problemas", explica Agustín Chiminelli. Llevado el caso de la herida que sana a los materiales, "el objetivo pasa a ser que estos sean capaces de recuperarse de cierto daño por sí solos o con muy poca ayuda externa". ¿Cómo conseguirían autorrepararse? Por ejemplo, mediante la adición al material de microcápsulas que se rompen y liberan el agente reparador durante los procesos en los que el material se está dañando.
Chiminelli es el responsable en Itainnova del proyecto europeo Smartfan, que se inspira en la biología para "desarrollar arquitecturas de materiales y productos inteligentes que integren varias funcionalidades. La idea es que interactúen con su entorno y reaccionen a estímulos externos empleando tecnologías de autodetección, autoactuación y autorreparación".
Los productos sobre los que el proyecto Smartfan centra su atención son turbinas y sistemas de ventilación, componentes de automoción, actuadores y algunas otras aplicaciones más específicas, como supercapacitores (condensadores que almacenan mayor densidad de energía).
Damos a un material el título de inteligente cuando "es capaz de modificar de forma controlada algunas de sus características o propiedades como respuesta ante determinados estímulos externos". Existen "muchos tipos de materiales inteligentes: materiales autosensorizados, como los que cambian su conductividad eléctrica cuando son sometidos a cierta deformación, o los que cambian de color en función de la temperatura o para revelar cierto nivel de daño; materiales autorreparables, que si se dañan son capaces de recuperarse de forma autónoma; materiales con memoria de forma, en los cuales la temperatura es capaz de inducir deformación por cambios en la estructura interna del material...".
En la mayoría de los casos, lo que se busca finalmente es transferir la inteligencia del material a los productos. Así, en el marco del proyecto Smartfan se desarrollarán actuadores capaces de realizar distintas operaciones en función de la temperatura sin necesidad de ningún sistema eléctrico, neumático, hidráulico o similar, simplemente utilizando las características de memoria de forma de los materiales de que están hechos.
Las propiedades de los materiales vienen determinadas por sus estructuras internas. Por esta razón, las tecnologías propuestas en Smartfan se basan en el diseño de los materiales "desde su propia estructura".
El modelado computacional es una herramienta clave para el diseño de materiales, pues permite "definir las estructuras o arquitecturas que deben tener para conseguir comportarse como materiales inteligentes". Itainnova apoyará el desarrollo de los materiales inteligentes propuestos en el proyecto utilizando diferentes tipos de modelos según el material y la escala requerida. Concretamente, participa en el desarrollo de materiales autorreparables y autosensorizados, en las actividades de caracterización y modelado computacional y en la caracterización de supercapacitores.
Esta ingeniería de inspiración biológica empleará polímeros reforzados con fibras de carbono de bajo y alto grado, y nano y microcompuestos con propiedades fisicoquímicas especiales.
