Investigadores USM desarrollan soluciones industriales con nanomateriales

27 · abril · 2015

El equipo multidisciplinario de la Universidad publicó los resultados de su investigación en la revista “ACS Applied Materials and Interfaces” y planea seguir expandiendo su trabajo para combatir la biocorrosión y el biofouling.

IMG_5070 bModificar materiales a escala nanométrica para que obtengan nuevas propiedades y solucionen problemas causando el menor impacto medioambiental. Así puede resumirse la investigación que integró a investigadores de diferentes unidades de la Universidad Santa María, y que culminó con la publicación "Suppressing bacterial interaction with copper surfaces through graphene and hexagonal-boron nitride coatings", en la revista ACS Applied Materials and Interfaces.

Las unidades académicas involucradas en este trabajo fueron el Departamento de Física, con Carolina Parra, Patricio Häberle, Ricardo Henriquez y Carolina Garín; el Departamento de Química, con Michael Seeger y Francisco Montero y el Departamento de Ingeniería Química y Ambiental con Cristian Ramírez. Paralelamente otras líneas de investigación multidisciplinarias desarrolladas involucran al Centro de Biotecnología con Patricio Villalobos y Fernando Dorta, al Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales ; con Claudio Aguilar y al Departamento de Obras Civiles con  Sergio Carmona..

El trabajo del grupo interdisciplinario trata la línea de los nanomateriales, es decir, el rediseño de materiales avanzados a escala nanométrica, que logra controlar propiedades que se expresan a nivel macroscópico. En la investigación publicada, el equipo del Plantel pudo manipular a escala nanométrica el material convirtiéndolo en resistente al fenómeno de la biocorrosión.

“En general la gente no está muy familiarizada con la biocorrosión, pero sí con la corrosión electroquímica como tal”, dice la investigadora Carolina Parra, explicando que la biocorrosión produce un daño similar a la corrosión, pero que es generado por bacterias que colonizan las superficies causando  daño fisico en metales e incluso en concreto.

Una solución “nano” a la biocorrosión y el biofouling

Si bien no está presente en la vida cotidiana de la persona promedio, la biocorrosión afecta en gran medida a las empresas mineras, que hacen uso de agua proveniente de cursos naturales, como ríos, para sus procesos de producción. Los ductos que transportan esta agua, en la que existen bacterias, presentan daños producto del fenómeno y sus efectos son muy acelerados.

nano“En la corrosión hablamos de un daño que tarda años en hacerse visible, mientras que en las consecuencias de la biocorrosión pueden verse en semanas”, dice Parra. El deterioro de estas cañerías produce fugas, lo que no solo se traduce en altos costos económicos para las mineras, sino también en impacto medioambiental. Aquí es donde entra en juego la investigación desarrollada por el equipo de la Universidad.

“Nuestra publicación muestra que efectivamente los nanomateriales que utilizamos son capaces de proteger los metales de biocorrosión”, señala la investigadora, pues es a partir de estos nanomateriales que el grupo de investigadores elabora un recubrimiento para los ductos afectados, logrando suprimir en ellos la biocorrosión.

La aplicación de nanomateriales no sólo se da en las cañerías que transportan agua para las empresas mineras, sino que los académicos también los utilizan como medida contra el biofouling: colonización de bacterias en ambiente marino que lleva a la aparición de organismos progresivamente más grandes, como microalgas y larvas de moluscos. Este fenómeno ocurre en embarcaciones, que al tener organismos adheridos a sus cascos pierden su diseño dinámico y gastan más combustible para transportarse; y también sucede en termoeléctricas, que usan agua de mar en sus procesos de refrigeración, y cuyos ductos de agua se ven bloqueados por algas y moluscos.

La ventaja de la solución a escala “nano” desarrollada por los investigadores, es que tiene menor impacto medioambiental que los biocidas que actualmente se ofrecen en el mercado, los cuales no sólo eliminan los organismos que causan el problema, sino que matan todo tipo de vida a su alrededor. “Con los nanomateriales en base a grafeno que estamos trabajando, no se tiene esa externalidad negativa”, dice Carolina Parra.

Multidisciplina para la innovación

El artículo científico publicado por los investigadores de la Casa de Estudios toma especial relevancia al ser el fruto concreto de un trabajo multidisciplinario, algo que había sido muy esperado en el Plantel y que fue logrado en casi dos años de trabajo. “Me parece que la Universidad actualmente valora mucho el trabajo entre distintas disciplinas. Se pueden resolver problemas de mayor complejidad y generar soluciones aplicadas, que no son tan sólo a escala de laboratorio, sino que pueden alcanzar esa etapa tan buscada de la innovación”, afirma.

IMG_5058 bEs más: ofrecer una solución a los problemas de biocorrosión y biofouling a través del uso de nanomateriales es algo que no tiene precedentes. Y la investigación no terminará ahí, pues el equipo de académicos ya ha reunido datos suficientes para presentar nuevas publicaciones en el tema.

“Si todo resulta y los esfuerzos se siguen aunando para fortalecer esta línea, creo que podríamos llegar en algún momento a tener un centro de investigación enfocado en esta problemática, que nos posicionaría a nivel latinoamericano y a nivel mundial”, proyecta la investigadora, para quien esta investigación ha sido una oportunidad para reinventarse personalmente. “Yo soy física, este trabajo involucra otras áreas como labiología y la química entre otras. No todas son mi fuerte, y ha sido muy interesante colaborar con investigadores de estas áreas porque he podido aprender muchísimas cosas”.

Actualmente, el equipo de investigadores espera poder seguir dedicándose a este nicho y sus aplicaciones a nivel industrial. El grupo está asociado con Minera Los Pelambres y la empresa 3M para presentar un proyecto Fondef (Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico) y se encuentra en conversaciones con AES Gener.

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