Científicos vallisoletanos crean espumas celulares con mejores propiedades mecánicas y térmicas
Cristina G. Pedraz/DICYT Científicos del grupo CellMat (Materiales Celulares) de la Universidad de Valladolid han desarrollado espumas celulares con mejores propiedades mecánicas y térmicas gracias a la incorporación de celdas más pequeñas, del orden de 50 micras. Estos materiales celulares, estructuras en las que un gas se dispersa a lo largo de una fase sólida, tienen interés industrial en campos como el aislamiento térmico de edificios, el empaquetado y protección de impactos, el aligeramiento de estructuras y piezas o la fabricación de elementos flotantes (como artículos de natación) y otros productos de consumo.
Miguel Ángel Rodríguez, miembro del grupo, ha recordado en declaraciones recogidas por DiCYT que el concepto de los materiales microcelulares es “simple”. Cuando se fabrica una pieza de plástico, el volumen de material que se necesita se multiplica por el coste por unidad de peso, con lo que se obtiene el precio total de la materia prima. Sin embargo, si se introducen poros para ocupar el mismo volumen “se utiliza mucho menos material”, lo que conlleva numerosas ventajas teniendo en cuenta que el plástico es un derivado del petróleo, un recurso escaso y caro.
Estas piezas deben cumplir determinadas funciones, como el soporte de cargas o esfuerzos mecánicos, por lo que es determinante que los materiales microcelulares mantengan las propiedades de los materiales compactos. “Cuanto menos material empleas normalmente las propiedades mecánicas son más bajas. Se reduce el material pero restas propiedades, de modo que no consigues nada”, advierte el investigador, quien añade que si las cedas se crean lo suficientemente pequeñas la reducción de propiedades también es mínima.
“Desde el punto de vista medioambiental estamos gastando menos plástico para cubrir la misma función”, insiste Rodríguez. No obstante, se necesita una tecnología que permita obtener estos poros diminutos, algo muy complicado. Los primeros intentos en este sentido datan de 84 y se llevaron a cabo en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT; por sus siglas en inglés), que ya cuenta con varias tecnologías comerciales. El procedimiento desarrollado por este prestigioso organismo científico cuenta con “muchas limitaciones”, como la imposibilidad de fabricación de piezas grandes.
Porosidades de hasta un 70%
“Lo que nosotros hemos desarrollado es un procedimiento alternativo, un nuevo proceso que nos permite fabricar piezas de tamaños mayores a las que fabrican en el MIT introduciendo esas porosidades importantes, de hasta un 70 por ciento, y que nos permite obtener muy buenas propiedades”, precisa el experto. De este modo, se puede llegar a ahorrar entre un 30 o un 40 por ciento de costes al fabricante y en materia prima un 50 por ciento ya que, aunque se emplee menos plástico, la tecnología de fabricación es algo más compleja.
En este campo, el grupo de científicos colabora en varios proyectos. A nivel industrial, uno de sus principales clientes es el Grupo ABN, dirigido a la fabricación de tuberías y accesorios. Asimismo, colaboran en el proyecto europeo Nancore, que persigue el desarrollo de nuevos materiales celulares para el aligeramiento de estructuras en la industria eólica y en las del transporte marítimo y ferroviario. Este trabajo combina nanotecnología y microceldas, señala Rodríguez, ya que además de incorporar poros se introducen nanopartículas, concretamente nanotubos de carbono, nanoarcillas, y nanofibras de carbono.
El grupo CellMat es capaz de alcanzar diversos grados de expansión y de aumentar el volumen de una pieza hasta cuatro veces, de manera que obtienen elementos más grandes pero con el mismo peso. Las propiedades son muy parecidas y la calidad superficial es grande. La tecnología desarrollada forma parte del catálogo de conocimientos transferibles elaborado por la Fundación General de la Universidad de Valladolid en el marco del proyecto T-CUE para la Transferencia de Conocimiento entre Universidad y Empresa.