Nanorrecubrimientos para la industria aeroespacial
Por Tania Robles
México, DF. 9 de noviembre de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- La industria aeroespacial y aeronáutica mexicana va en crecimiento, de igual forma que las tecnologías relacionadas con esta. Como ejemplo de ello, el doctor Rafael Vargas Bernal, del Instituto Tecnológico Superior de Irapuato (Itesi), presentó los avances que se han realizado en los nanorrecubrimientos con aplicaciones en la industria aeroespacial, específicamente.
Durante la 22a Semana Nacional de Ciencia y Tecnología en el Zócalo de la capital mexicana, el doctor Vargas Bernal, también perteneciente a la Red de Ciencia y Tecnología del Espacio (Redcyte) apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), platicó sobre la problemática, aplicaciones y tendencias en la ciencia de los nanorrecubrimientos espaciales.
Motivaciones
"Todos los objetos que salen al espacio como satélites, naves espaciales tripuladas y no tripuladas, están todos expuestos a radiaciones que emiten estrellas, empezando con el sol, es decir que existe interferencia que afecta los sistemas que salen al espacio", explicó el investigador.
En el caso de los satélites, están compuestos de partes electrónicas y mecánicas que también están expuestas a estas radiaciones, es decir, no solo el exterior del satélite se ve comprometido por las distintas condiciones y afectaciones que se dan fuera de la atmósfera terrestre.
Al salir de la Tierra y encontrarse en microgravedad, ya sea en órbita terrestre o en viajes espaciales, el peligro se presenta cuando el material externo comienza a degradarse, "entonces el satélite se vuelve inservible y se convierte en basura espacial porque no logrará realizar sus funciones. Ese es el motivo por el cual realizamos esta investigación, poder realizar un material que lo recubra y proteja del ambiente en el espacio", añadió.
Los recubrimientos son materiales que se añaden a piezas ya fabricadas y que tienen como fin protegerlo, por ejemplo la pintura de una casa o el impermeabilizante de los techos, el esmalte de los muebles de madera y el recubrimiento que se añade a las tazas de barro, puesto que sin este, la taza al ser el barro —un material muy poroso— no permitiría almacenar líquidos ni guardar el calor.
Menor tamaño, mayor recubrimiento
La cualidad importante de los avances de esta investigación es el tamaño que representan estos recubrimientos porque, siendo de dimensiones nanométricas, logran cubrir de mejor forma la superficie de los materiales que se quieren proteger. "Antes los recubrimientos se diseñaban de tamaños grandes y no alcanzaban a cubrir todos los espacios. A través de los nanomateriales, podemos recubrir completamente y tener amplia seguridad de que no se infiltrará nada a través de ese material", agregó el doctor en Ciencias con especialidad en electrónica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE).
Los nanomateriales no son exclusivos de la ingeniería aeroespacial, también son aplicados en el medio automotriz, médico, aeronáutico, textiles y un sinnúmero de aplicaciones y campos de acción que requieren el uso de estos recubrimientos.
Existen distintos tipos de nanorrecubrimientos en la industria aeronáutica y aeroespacial con diferentes aplicaciones cada uno. El doctor Vargas Bernal explicó sobre seis de estos tipos y en los cuales él y su equipo están trabajando.
Los nanorrecubrimientos anticorrosión evitan que ácidos penetren en los materiales. Los nanorrecubrimientos resistentes a la abrasión y desgaste se encuentran en desarrollo para evitar que el movimiento degrade la base bajo el recubrimiento.
Otro tipo son los nanorrecubrimientos superhidrofóbicos que trabajan para evitar que el agua no penetre el material; también los antihielo, que incluso ya son aplicados en los textiles.
"Los nanorrecubrimientos eléctricos protegen el material de las disipaciones eléctricas, la idea es poner una capa para hacer que se bloqueen las cuestiones de estática que sentimos cuando a veces tocamos unos objetos. Actualmente también se están realizando recubrimientos para realizar el blindaje de interferencia electromagnética que experimentamos cuando una interferencia de señal se mete a nuestro radio o televisor", agregó.
Finalmente, el investigador platicó sobre un nanorrecubrimiento retardante a las flamas y barreras térmicas que no permite que se incendien las casas, por ejemplo, y que logren soportar altas temperaturas como las turbinas de los aviones, "son capaces de aguantar bajas temperaturas, usamos acero, pero si al acero se le cubre con materiales cerámicos, se le agrega una capacidad de aguantar temperaturas de hasta mil grados centígrados, muy altas para aparatos en movimiento y trabajando", dijo.
El nanorrecubrimiento para barreras térmicas está conformado por un aislador térmico hecho desde la parte superior con una cubierta de cerámica, más abajo una capa de óxido crecido térmicamente, al interior una cubierta de enlace metálico y, finalmente, más cercano a la superficie que se quiere proteger, un sustrato de superaleación.
Siguientes pasos
Para el especialista, desde el 2013 hasta el 2019 se estima que la producción de nanorrecubrimientos se elevará hasta llegar a una producción de miles de toneladas con ingresos generados de millones de dólares dadas sus aplicaciones. Además, aclaró que regularmente todas las aplicaciones de esta tecnología requieren de la combinación mixta de distintos recubrimientos para proporcionar una funcionalidad y eficacia mayor.
"Cada vez más todas las cosas que utilizamos requieren de mayor protección. Por ejemplo, si tuviéramos una pintura que no permitiera que todo el polvo de la cal y cemento se desprendiera, no habría tantos problemas de asma en el mundo. Si pudiéramos desarrollar un recubrimiento que nos protegiera en una caminata lunar, podríamos vestir con ropa común y corriente; o para entrar en ambientes químicos o sobrevivir a explosiones nucleares, estos son algunos de los campos que se están desarrollando", concluyó.
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