Nueva protección anticorrosión que se repara sola
De un hallazgo fortuito surgió una extraordinaria protección contra la corrosión: Brilla en lugares donde no está dañada, se repara sola y puede reutilizarse varias veces.
Rascacielos, puentes, barcos, aviones, coches... todo lo que el hombre construye, tarde o temprano, se deteriora. Los estragos del tiempo se conocen como corrosión; nada está a salvo de ella.
Protección fluorescente contra la corrosión en una placa metálica.
Marco D'Elia / ETH Zürich
Esto hace que la lucha contra la corrosión sea costosa. Todos los países invierten en conjunto en torno al 3,5% del producto interior bruto mundial anual en protección contra la corrosión, lo que equivale a unos 4 billones de dólares: un mercado enorme... y un problema gigantesco.
Investigadores de la ETH de Zúrich dirigidos por Markus Niederberger y Walter Caseri, del Laboratorio de Materiales Multifuncionales, han presentado ahora una nueva solución. En los últimos años, han desarrollado un plástico que podría mejorar y simplificar enormemente la protección contra la corrosión. Poly(phenylene methylene) es el nombre del material milagroso, o PPM para abreviar.
Este nuevo material anticorrosivo mata varios pájaros de un tiro. Mezclado como pintura y calentado, el PPM puede pulverizarse sobre una superficie y se solidifica. El polímero indica la existencia de agujeros y grietas en la capa protectora al no ser fluorescente.
Y lo que es más, repara cualquier daño por sí mismo sin más intervención externa. Y al final de la vida útil de un producto, el polímero puede retirarse por completo y reciclarse con una pérdida mínima de material. El polímero reciclado puede aplicarse a otra superficie sin perder sus propiedades y funciones especiales.
La casualidad echó una mano
Fue la casualidad la que dio el pistoletazo de salida a este desarrollo. Hace unos diez años, los investigadores del laboratorio de Niederberger trabajaban en la producción de nanopartículas en un disolvente orgánico especial. En determinadas condiciones, el disolvente se solidificó: se polimerizó. "Fue algo involuntario y no deseado", recuerda Niederberger. "Al principio tampoco sabíamos qué hacer con él".
Pero entonces descubrieron que el polímero que habían creado por accidente -conocido como PPM- tenía otra propiedad interesante además de su gran estabilidad térmica: era fluorescente a pesar de que los conocimientos convencionales sugerían que no debería serlo en absoluto. Así que los investigadores perfeccionaron específicamente el material. Primero, un estudiante de doctorado mejoró la síntesis del polímero. Después, su sucesor, el doctorando Marco D'Elia, recibió el encargo de encontrar una aplicación útil para el PPM.
"Y lo ha hecho a las mil maravillas", afirma encantado Walter Caseri, que supervisó a D'Elia. Sus contactos con expertos en corrosión de la Università degli Studi di Milano también resultaron fructíferos, afirma Caseri.
Fácil de usar y versátil
Las pruebas de laboratorio revelaron que un revestimiento a base de PPM protege bien los metales, especialmente el aluminio, contra la corrosión. Aunque este revestimiento protector puede aplicarse en capas hasta diez veces más finas que los agentes protectores convencionales -como los basados en resinas epoxi-, es duradero.
Por último, pero no por ello menos importante, el polímero sella por sí mismo cualquier daño que se produzca en el revestimiento. "Los mecanismos de autorreparación están muy solicitados, pero son muy difíciles de conseguir, y las buenas soluciones siguen siendo escasas", afirma Caseri. Lograr la autorreparación suele requerir aditivos químicos, que migran en el polímero con el tiempo y se liberan al medio ambiente. No es el caso del PPM: "Este material no necesita aditivos", afirma Caseri.
El PPM también es más sostenible que los anteriores materiales anticorrosión, porque puede eliminarse por completo y reciclarse al final de la vida útil del producto. Aunque en el proceso se pierde algo de material polimérico, la tasa de reciclado es muy alta, del 95%. En sus pruebas, los investigadores pudieron reutilizar el material cinco veces.
Los estudios sobre la sostenibilidad de la protección anticorrosión basada en PPM también demuestran que el polímero funciona mejor que los materiales de protección anticorrosión basados en epoxi en lo que se refiere tanto al impacto medioambiental como a la salud humana. "En realidad, sólo hay dos soluciones de eliminación para las resinas epoxi: la incineración o el vertedero", afirma D'Elia. "Nuestro producto permite una tercera solución: el reciclado".
"El proyecto muestra la versatilidad de la ciencia de los materiales"
No obstante, la protección anticorrosión PPM no es totalmente inocua para el medio ambiente. "Los productos sintéticos siempre tienen un impacto", afirma D'Elia. "Pero si se elige el enfoque adecuado, se puede limitar ese impacto en gran medida". El antiguo estudiante de doctorado espera ver comercializada la protección anticorrosiva PPM.
Los investigadores han solicitado una patente para su invento. Aún está pendiente. También buscan actualmente un socio industrial para seguir desarrollando el producto y fabricarlo y distribuirlo a gran escala. Dado el tamaño del mercado mundial, D'Elia ve un enorme potencial para el PPM. "Nuestra tecnología es bastante avanzada, pero antes de poder venderla como producto, aún tenemos que introducir algunas mejoras", afirma.
Caseri, por su parte, está orgulloso de lo que se ha conseguido. La síntesis química, la caracterización de la estructura molecular del PPM y el estudio de propiedades del material que no se esperaban para este tipo de polímero -como la fluorescencia- muestran "toda la versatilidad de la ciencia de materiales".
Además, la fabricación, otro pilar de su departamento, también tuvo la oportunidad de brillar, afirma. "Y ahora tenemos una gran aplicación. Con este proyecto hemos cubierto todos estos elementos fundamentales de la ciencia de materiales".
También demuestra lo importante que es la cooperación internacional. En este proyecto, los investigadores de la ETH trabajaron con universidades asociadas de España, Austria e Italia, así como del Reino Unido.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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