Optimizan procesos de síntesis para obtener pigmentos rojos no tóxicos para cerámicas
UNL/DICYT Obtener piezas de cerámica de rojos y amarillos brillantes es posible gracias a pigmentos sintéticos, sin embargo en los laboratorios se está gestando una nueva generación de compuestos para reemplazar a los tradicionales. La ventaja: al no utilizar cadmio, no serían tóxicos. Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) estudian, a escala de laboratorio, cómo optimizar el proceso de síntesis de los nuevos pigmentos de manera de simplificar el manejo, abaratar los costos y garantizar la posibilidad de replicar una y otra vez exactamente el mismo color.
“Esta nueva generación de compuestos presenta una serie de ventajas: los colores son muy intensos, se puede sintonizar el color a través de una gama que va desde el amarillo claro hasta un rojo muy intenso”, destacó Silvia Alconchel, docente e investigadora de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la UNL.
Sin embargo, para poder reemplazar los pigmentos tradicionales es necesario superar algunas de las desventajas que presenta la nueva generación. “Un problema es el costo ya que los reactivos que se requieren para la síntesis son más caros”, acotó.
La seguridad del proceso también es un punto a mejorar para lograr eventualmente transferir esta nueva tecnología del laboratorio a la industria. Para minimizar riesgos, los investigadores buscan reemplazar el amoníaco gaseoso –como fuente de nitrógeno- que requiere la reacción por otra sustancia que actúe de manera similar. “La urea aparece como una alternativa de bajo costo y fácil manipulación, pero su implementación debe evaluarse porque no funciona tan bien como el amoníaco”, señaló Alconchel.
Un mundo de color
Los investigadores de la FIQ se enfocan en el desarrollo de pigmentos específicos para aplicaciones cerámicas, es decir, que deben soportar la cocción a altas temperaturas. “Lo que se busca es una elevada estabilidad térmica”, subrayó la científica.
La generación de pigmentos que den color a artefactos del hogar y revestimientos implica un proceso de síntesis química que tiene lugar en un reactor. Se requiere de un sólido que contenga distintos elementos, entre ellos lantano y tántalo, y un gas proveedor de nitrógeno, como el amoníaco. A alta temperatura los químicos reaccionan, se transforman y surge la tonalidad que se busca.
Al hablar de color, el tamaño de las partículas es crucial. “El color del pigmento puede variar si se trabaja a una escala nanométrica o micrométrica, dado que su intensidad es sensible a esa variación”, explicó.
Según contó Alconchel, el grado de dispersión de las partículas de los pigmentos también es importante para pensar una potencial aplicación industrial. “Es fundamental cómo se integra a otra matriz para que el color sea homogéneo”, remarcó.
Así, partículas muy pequeñas se van a dispersar mejor, pudiendo afectar la tonalidad lograda. “A través de las variables del método de síntesis es posible modificar el tamaño de las partículas. Es un parámetro a controlar si se pretende preparar pigmentos reproducibles”, destacó la investigadora.
Nuevas aplicaciones
Los pigmentos resultantes de los novedosos procesos de síntesis no sólo sirven para dar color a materiales cerámicos, también pueden utilizarse para degradar contaminantes. La superficie de las partículas, en combinación con radiación, da lugar a reacciones químicas capaces de romper o destruir moléculas de contaminantes en el agua o en el aire, hasta convertirlas en sustancias de mucho menor impacto.
“Esa es otra área de estudio y de aplicación para un mismo compuesto. En este caso, también interesa el tamaño de partícula del polvo porque afecta a sus propiedades de fotocatalizador”, concluyó.