El descubrimiento del grafeno valió el Premio Nobel de Física en 2010 a los rusos AndreGeim y Konstantin Novoselov, investigadores de la Universidad de Manchester (Reino Unido). Desde entonces, este material ha marcado un antes y un después en el mundo de los nuevos materiales en general y de la nanotecnología en particular.

El grafeno es un material formado por carbono puro hexagonal en forma de una lámina cristalina de un único átomo de espesor. Es el material más resistente que se conoce y sus conductividades térmica y eléctrica superan las de cualquier metal. Aunque destaca por las propiedades que le postulan para ser el material por antonomasia en la electrónica y la informática del futuro, cuenta también con propiedades mecánicas sorprendentes. Numerosos equipos de investigación de todo el mundo han demostrado que la adición de pequeñas cantidades de grafeno a distintos plásticos, mejora enormemente sus propiedades.

En la Universidad Politécnica de Cartagena, Israel Gago, estudiante de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Naval y Oceánica (ETSINO) de la UPCT ha desarrollado un 'nanocomposite' (material compuesto nanotecnológico) basado en el grafeno, que podría revolucionar la construcción naval con materiales compuestos.

Dos de los problemas fundamentales en el sector naval son la corrosión y las incrustaciones de especies marinas en la zona sumergida del casco de los buques (obra viva). Estos dos fenómenos obligan a someter a los barcos cada cierto tiempo a unas costosas labores de mantenimiento para que puedan navegar eficientemente y con seguridad.

Por otro lado, los buques deben vencer dos resistencias cuando navegan: la resistencia viscosa y la resistencia por formación de olas. A velocidades de crucero normales, la resistencia más influyente es la de tipo viscoso, que es el resultado de integrar todas las acciones que, debidas a la viscosidad del agua, se oponen al movimiento de avance del buque y que depende fundamentalmente de la rugosidad y el área de la superficie mojada del casco.

El 'nanocomposite' que Gago ha sintetizado, mediante el dopado con grafeno de una resina convencional, ha demostrado poseer varias propiedades muy interesantes para el sector naval. «Este material -explica Gago- es más resistente y tenaz, con un alargamiento a rotura superior en un 40% al del polímero original, y a la vez es lo suficientemente ligero como para flotar en agua dulce. Esta propiedad permitiría aumentar la resistencia de la estructura de los buques y reducir su peso, a la vez que proporcionaría una reserva de flotabilidad adicional que no se vería afectada por posibles inundaciones: un barco más ligero, más hidrodinámico y con mayor flotabilidad puede transportar más carga, más rápido y con menos combustible».

Y añade que «es inmune a la corrosión, no absorbe agua con el tiempo ni se le adhiere la vida marina, de modo que los barcos revestidos con pinturas basadas en esta tecnología necesitarían menos mantenimientos y más espaciados en el tiempo, aumentando sensiblemente su eficiencia y su rentabilidad, reduciendo al mismo tiempo». «Además -añade este estudiante de la UPCT- todos sus componentes son reciclables y biocompatibles, de modo que no contamina en absoluto el medio ambiente, a diferencia de las pinturas antifoulings (antiincrustantes) actuales que utilizan biocidas para evitar la adherencia de vida marina y son perjudiciales para los ecosistemas».

Gago ha diseñado un sistema para fabricar láminas delgadas de este plástico, con una transparencia superior al 95% y una rugosidad de tan solo 0,8 micras, cerca de 200 veces menos que la de la mejor pintura naval disponible hoy en el mercado.

Las numerosas posibilidades de aplicación de este nuevo «superplástico», no se limitan al sector naval, sino que abarcan campos tan novedosos como la impresión en 3D, la bioingeniería, la protección balística personal (cascos y chalecos antibalas) o el sector aeroespacial, entre otros.

La Oficina de Transmisión de Resultados de Investigación (OTRI) de la UPCT ya ha solicitado la patente de esta tecnología, autoría que ha compartido con varios de sus profesores, debido al alto valor añadido del producto creado por Gago. También trabaja en colaboración con el laboratorio de prototipado rápido del Servicio de Apoyo a la Investigación Tecnológica (SAIT) de la Politécnica, para lograr una impresora 3D capaz de producir piezas de este material en un futuro cercano.

Proyecto de futuro

Actualmente, Israel Gago está a falta de dos asignaturas para finalizar el grado de Arquitectura Naval e Ingeniería de Sistemas Marinos que cursa en la UPCT, pero ya tiene claro cuál es el siguiente paso: «Cursar un máster más específico sobre nanotecnología con el objetivo final de obtener un doctorado en este campo».

De lo que no cabe duda es que le espera un futuro prometedor si se tiene en cuenta que su acercamiento al material de moda le llegó cuando prácticamente no había aterrizado en la Universidad: «En primero de carrera, tuve la suerte de tener por profesora de química a Dña. Beatriz Miguel Hernández, catedrática del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental y prolífica investigadora. Algún tiempo después, le pedí que me dirigiera el proyecto y le propuse que tenía una idea para integrar el grafeno en la construcción naval. Gracias a su apoyo, pude empezar a estudiarlo en profundidad experimentalmente y hace aproximadamente tres años, comenzamos a dopar diversos plásticos y pinturas en distintas proporciones y a evaluar las propiedades de los nanocomposites que obteníamos», declara.

Gago destaca que, «casi cuatro años después y tras miles de horas en el laboratorio y cientos de pruebas», finalmente han logrado una combinación que tiene las propiedades ya descritas.

Fuente: Ababol la verdad

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