Diseñan recubrimientos anticorrosivos amigables con el medio ambiente

Por Carmen Báez

Cuernavaca, Morelos. 25 de enero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (Ciicap-UAEM), Jorge Uruchurtu Chavarín, doctor en ciencias de la corrosión por el Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Mánchester, Inglaterra, desarrolla una nueva generación de recubrimientos anticorrosivos que responden a los cambios del ambiente.

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La corrosión electroquímica es una de las principales causas de la destrucción de estructuras que involucra la pérdida de metal en su medio ambiente, por lo que su prevención es de gran importancia para la industria.

En el Laboratorio de Interfaces y Superficies del Ciicap-UAEM, se desarrollan diferentes sistemas inteligentes a través del uso de materiales de desecho o reciclados amigables con el ambiente, que pretenden retardar o disminuir la corrosión del sustrato metálico.

Jorge Uruchurtu Chavarín, también miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), señala que los recubrimientos inteligentes prometen soluciones a este problema, beneficiando estructuras nuevas o existentes. En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, explica en qué consiste su línea de investigación en la que ha trabajado por más de tres décadas.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es la corrosión?

Jorge Uruchurtu Chavarín (JUC): La corrosión es la venganza de la naturaleza contra los metales. El estado natural de los materiales es óxido e hidróxido. Mediante tratamiento, el ser humano los convierte en metal para ser utilizados como materiales tecnológicos, estos tienden a volver a su estado original porque estamos en un ambiente oxidante; la atmósfera es corrosiva porque hay humedad, oxígeno, agua y un proceso electroquímico de degradación. Si queremos extender la vida útil de estos materiales, necesitamos protegerlos o ponerlos en condiciones ventajosas en el ambiente en que vayan a trabajar.

AIC: ¿Por qué es importante atender el problema de la corrosión?

JUC: Es un problema que genera mucho dinero: el seis por ciento del producto interno bruto de un país. En Estados Unidos o países desarrollados, atender esta problemática genera un gasto de billones de dólares. Muchos de los problemas en la industria están generados por corrosión.

Todos los usos de materiales metálicos, que aunque han sido parcialmente sustituidos en su mayoría por polímeros, no serán reemplazados en el inmediato futuro por materiales que no sean metales, porque tienen propiedades muy ventajosas y costos atractivos para una gran cantidad de aplicaciones.

AIC: En este sentido, ¿en qué consiste su proyecto de investigación?

JUC: El proyecto de investigación tiene que ver con los usos de los materiales para sus diferentes aplicaciones: generación de energía, celdas fotovoltaicas, bombas de calor, calentadores solares, celdas de combustible y protecciones de corrosión en cualquier estructura de ingeniería.

La idea surgió recientemente, el enfoque de estos últimos años tiene varias vertientes: la primera consiste en cómo desarrollar recubrimientos que sean inteligentes, es decir, que actúen solo cuando se requiera.

Un recubrimiento consiste en aislar el metal del ambiente a través de una barrera, pero puede añadírsele otras propiedades, por ejemplo, inhibidores de la corrosión (sustancias químicas que actúan sobre los mecanismos de corrosión).

Los inhibidores de la corrosión se pueden agregar en metales, actuando como pares galvánicos, es decir, que se sacrifican para proteger el metal y entonces estos son los que se degradan. Son materiales muy activos y económicos. En la actualidad se piensa extender la vida útil de estos de manera más eficiente y más barata. De ahí surge la idea de hacer recubrimientos inteligentes.

AIC: Entonces, ¿en qué consiste un recubrimiento inteligente?

JUC: Los recubrimientos inteligentes son esquemas de materiales compuestos o híbridos que actúen solo cuando aparece la corrosión.

Con la necesidad de extender la vida útil de los materiales o diseñar estructuras con nuevas propiedades, buscamos tener materiales amigables y sustentables al ambiente, sustituyendo algunos de los constituyentes tradicionales que se han utilizado como inhibidores de la corrosión.

En nuestro laboratorio estudiamos plantas que puedan tener compuestos para la inhibición de la corrosión, para sustituir los químicos sintetizados.

Por otro lado, hay una gran cantidad de desechos de medicamentos caducados y que podrían utilizarse para estos fines. La cáscara de crustáceos o de cítricos son otra posibilidad. Todos estos son desechos que en lugar de tirarlos a la basura podemos utilizarlos y hacer el proceso mucho más sustentable, además de enriquecer el esquema de recubrimientos.

AIC: ¿Qué plantas tienen potencial para utilizarse como inhibidores de la corrosión?

JUC: La chía es un excelente inhibidor para medios ácidos. La cáscara de la naranja y la clorofila tienen propiedades de recubrimientos protectores del metal.

La chía tiene un estructura química con aceites y ácidos linoleicos y omega tres; tiene un grupo funcional de oxígeno que puede interactuar con el sustrato, formando o promoviendo la formación de productos de corrosión que son protectores del metal.

También trabajamos con recubrimientos a base de nailon, clorofila y grafeno. Estamos pensando en utilizar este último como recubrimiento protector del metal, ya que tiene propiedades mecánicas y de combustión eléctrica, podría conducir electricidad para una celda fotovoltaica; durante el proceso de la corrosión, los metales generan corrientes eléctricas que pueden ser utilizadas.

Tenemos otros productos que están a nivel prototipo. Por ejemplo, el PET ya se utiliza como agregado del concreto para darle mejores propiedades mecánicas, pero nosotros encontramos la forma y el tamaño de las partículas que deben utilizarse para tener mejores propiedades mecánicas y anticorrosivas en materiales para la construcción como varillas, por ejemplo.

Hemos trabajado en recubrimientos para proteger estatuas del patrimonio cultural, mediante un polímero que se utiliza en la industria automotriz, donde también se generan muchos desechos.