EL CTC busca materiales inmunes a la corrosión

Tan importante como construir es conseguir que lo construido perdure en el tiempo y eso no resulta fácil en la mar, donde los agentes corrosivos son mucho más activos que en tierra. Hasta ahora, los más preocupados eran los armadores de los barcos, porque dentro del mar había pocas estructuras metálicas más, pero el mundo ha entrado en una nueva fase, la del aprovechamiento de las energías naturales marinas y eso exige contar con máquinas que puedan superar la acción de los vientos, de las olas y del salitre.
El desarrollo de varias estructuras marinas experimentales en Cantabria, destinadas a comprobar su eficacia de cara al montaje de aerogeneradores offshore, ha llevado al CTC cántabro a proponer un proyecto de investigación de corrosión en unas instalaciones que el Instituto alemán Fraunhofer tiene en el Mar del Norte, donde se prueban los materiales en algunas de las peores condiciones posibles.
El CTC ha instalado ya varios testigos de metal y materiales de última generación, como los nanocomposites poliméricos con nanotubos de carbono, en un muelle de la isla de Helgoland donde permanecerán sometidos a las agresiones del salitre y las olas entre dieciocho y veinticuatro meses, aunque por el momento sólo tiene garantizada la financiación del primer semestre. En ese tiempo se sabrá el resultado de los agentes marinos y atmosféricos sobre la zona sumergida, la que emerge en función de las mareas y la que queda fuera del agua permanentemente.
Después de medir las pérdidas de espesor, las adherencias y las agresiones que han sufrido los distintos materiales y de proceder a una serie de pruebas mecánicas para conocer el cambio en la resistencia y tenacidad, se podrán sacar conclusiones.
El ingeniero de Caminos David Fernández de Rucoba, responsable del proyecto, ha instalado personalmente las placas (técnicamente, probetas) en el puerto nórdico hace algunas semanas. Junto a las preparadas por el CTC, se han añadido otras muestras de la empresa metalúrgica cántabra Degima, que ha participado muy activamente en las boyas que prueba Idermar en nuestras costas, y las de otra compañía vasca.
Las conclusiones serán una buena acreditación para que los fabricantes de componentes para aerogeneradores y boyas que aprovechan la energía de las olas despejen las dudas que puedan tener los potenciales clientes en el nuevo mercado de las energías marinas.
En esta investigación se unen dos de los campos de trabajo del CTC, el estudio de nuevos materiales y las energías renovables, pero no son los únicos. Con una plantilla de 27 personas, todas ellas con estudios superiores, y un presupuesto de unos dos millones de euros anuales, el Centro tiene en marcha varios proyectos más, que van desde la mecánica del automóvil y la electrónica a los materiales más sofisticados. Entre sus proyectos se encuentran las antenas autodireccionables, para que un vehículo en movimiento o un avión pueda estar permanentemente conectado con los satélites de comunicaciones. Esas antenas mejorarán sensiblemente el manejo de aviones no tripulados y de los vehículos militares.
También desarrolla sistemas de navegación que emplean las señales procedentes de los satélites para determinar la orientación en las tres coordenadas espaciales y no solo para posicionarse en dos como consiguen los receptores GPS convencionales.
En el área de componentes nucleares otra investigación anticipará los puntos de la vasija del reactor o de los circuitos de agua y vapor donde se concentrarán el calor y las tensiones, para prevenir los daños estructurales. También han diseñado mejoras en el aprovechamiento de las piscinas de combustible nuclear gastado, algo especialmente importante en España donde las centrales siguen acumulando los que han utilizado desde su puesta en marcha y necesitan soluciones para resolver el almacenaje de estos residuos tan especiales.

Grafeno

Los laboratorios?son un punto neurálgico en el CTC. Allí se testan las investigaciones y se llega a obtener un material tan innovador como el grafeno, una presentación del carbono puro que no existe en la naturaleza y que posee cualidades muy especiales. Se trata de una lámina formada por átomos de carbono dispuestos en forma hexagonal que presenta unas propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas únicas y excelentes. Por ejemplo, es diez veces más resistente que el acero. El grafeno está considerado el material del futuro debido a sus múltiples aplicaciones como sensores, pantallas táctiles, barrera de gases, refuerzo de materiales plásticos, placas fotovoltaicas…
Los nanotubos de carbono, que también forman parte del campo experimental del laboratorio, generan tantas o más expectativas que el grafeno y no por su aspecto exterior, ya que apenas puede percibirse un polvo, sino por las cualidades que han demostrado tener cuando se utilizan con algunos soportes, como los polímeros. Basta adicionar una pequeña proporción (menos del 1%) en un material polimérico para que adquiera una extraordinaria resistencia y de ahí su presencia en las pruebas de corrosión que el CTC está haciendo en el Mar del Norte.
Ante los nanotubos de carbono se abren muchas otras perspectivas, dado que tienen propiedades eléctricas muy especiales, hasta el punto que pueden comportarse a la vez como superconductores y como semiconductores, tienen una extraordinaria estabilidad al calor y pueden encapsular gases en su interior.
El Centro Tecnológico de Componentes?dispone desde hace algunos años de un Microscopio de Fuerza Atómica –el único que hay en Cantabria– que facilita estas investigaciones. Otra herramienta sofisticada es el Spray Dryer, con el que se puede conseguir el microencapsulado de materiales con cambio de fase o estado, es decir, de aquellos que al variar la temperatura pasan de ser sólidos a líquidos o a gaseosos y que, por tanto, pueden almacenar o liberar grandes cantidades de energía. Con esta máquina, el CTC hace estudios de aislamientos destinados a mejorar la eficiencia energética, aprovechando que en el proceso físico de cambio de estado estos materiales absorben calor del medio en el que se encuentran, y por tanto, producen un efecto de refrigeración, o lo devuelven a ese medio y lo calientan. Un material que se licúe a 20º, por ejemplo, actuaría como termorregulador al ser introducido en la tabiquería de una casa, ya que mantendría la temperatura en ese nivel.

Más investigaciones para el extranjero

El CTC es una fundación, en la que sólo algunos de los patronos son institucionales (la Universidad de Cantabria, Sodercan y el Instituto de Hidráulica). El resto son empresas privadas, entre las que se encuentran el Banco Santander, Caja Cantabria y una docena y media de industrias de la región. Como cualquier otro de los centros análogos que existen, sus estatutos exigen que se procure por sí mismo al menos el 70% de sus recursos, lo que le obliga a una búsqueda activa de proyectos que puedan interesar a las empresas –y, por tanto, que estén dispuestas a financiar– o a concurrir con éxito a las convocatorias públicas, en las que se financian proyectos de I+D en competencia con otros organismos.
No es ningún secreto que la crisis ha reducido los presupuestos de investigación de las instituciones públicas y de las empresas. Eso obliga al Centro Tecnológico de Componentes a encontrar nuevas fuentes en el extranjero. Por el momento, sus trabajos para otros países aportan el 10% de los ingresos, pero el director del Centro, Iñaki Gorrochategui confía en que este porcentaje crezca deprisa, porque en el Norte de Europa hay más demanda de investigación de la que sus equipos pueden desarrollar, exactamente lo contrario de lo que ocurre en el Sur, que además puede ofrecer mejores precios.
Las investigaciones que se realizan para el extranjero se suelen convertir en una buena acreditación a la hora de conseguir más clientes en esos mercados y en una plataforma para nuestros ingenieros, que así tienen la oportunidad de demostrar su cualificación y abrirse camino profesional en otros países.