El desarrollo de materiales híbridos, que ya se usan en otro tipo de industrias, es una área poco explorada en México, pero de especial importancia, pues crear recubrimientos para resistir las condiciones extremas del espacio resulta complicado, pero Bryanda Guadalupe Reyes Tesillo, investigadora de la Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) plantel Juriquilla, trabaja en ello. La profesora de Asignatura en la Facultad de Ingeniería y responsable de la carrera de Ingeniería Espacial en la ENES Juriquilla, con Doctorado en Materiales por parte del Centro de Física Aplicada de la UNAM, explica que el desarrollo de materiales híbridos es la rama en la que se ha especializado en los últimos ocho años.
El desarrollo de estos recubrimientos híbridos para el sector espacial inició cuando los satélites se hicieron más pequeños y notaron que los recubrimientos usados podían comprometer la aplicación del mismo.
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Los materiales híbridos se pueden usar en cualquier área, como la automotriz, aeronáutica, espacial, en la parte de asfaltos, incluso en la parte marítima para los barcos, porque se les pueden sumar las propiedades que el cliente quiera tener.
“Lo que se busca es que empiecen a dar ese salto al sector aeroespacial, principalmente lo que buscaba, en el desarrollo de estos materiales es que fungieran como un sistema de control térmico pasivo en los nanosatélites, que son de 10 centímetros por 10 centímetros. Con estos, lo que se busca es dar ese salto tecnológico para México, que tengamos esa independencia tecnológica de otros países.
FOTO. DOMINGO VALDEZ / EL UNIVERSAL QUERÉTARO
“Lo que queremos es impulsar estos materiales o empecemos a darnos cuenta que pueden también servir como barreras para la parte electromagnética, queremos evaluarlos bajo los criterios de compatibilidad electromagnética en sistemas satelitales”, abunda la especialista.
Un material híbrido es aquel que combina dos fases diferentes. Es este material orgánico con un material inorgánico, que muchas veces se aplica de forma individual. Lo que busca un material híbrido es precisamente mezclar ese en una sola fase o en un solo recubrimiento.
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En el caso del material que estoy evaluando es polimetilmetacrilato (PMMA) con dos fases cerámicas, que es el óxido de silicio y el óxido de titanio que se utiliza en ambientes terrestres, como las pinturas. El silicio se ve en vidrios, en la superficie de los cristales. En el espacio, abunda, se usa para desarrollar pinturas que utilizan el sistema de control térmico pasivo. Esos sistemas absorben cierta cantidad de radiación que les llega del sol, y cuando se encuentran del lado de la tierra de donde le está tapando esa radiación, se encarga de disipar esa temperatura para que los sistemas satelitales no disminuyan tanto la temperatura. Así como se tienen que soportar las altas temperaturas, tienen que ser capaces de que no se nos enfríen demasiado, porque estamos hablando de temperaturas de -15, -20 grados, que puede afectar al funcionamiento de los sistemas”, explica.
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Estos materiales se sintetizan utilizando la técnica de la sonoquímica, relativamente nueva en este sector. Normalmente se utiliza para dispersar partículas en una solución. Lo que se busca con el uso de esta técnica es reducir tiempos, pues una ruta normal para obtener un material híbrido puede llevar de ocho a 24 horas, dependiendo del proceso que se escoja. Con sonoquímica se buscaba reducir al menos a la mitad del tiempo. Se logró hacer una síntesis en una hora.
“Lo que hicimos fue hacerlo 100% in situ. Normalmente ya tienes el óxido de silicio comercial, o lo puedes desarrollar y ya tienes también el polímero comercial, o puedes formarlo partiendo del monómero, que es el metilmetacrilato. En este caso los formamos pero sin detenernos en ningún proceso, esto es, in situ. En una hora ya teníamos el óxido de silicio y el óxido de titanio embebidos en una matriz de PMMA, es decir, el polímero embebió estas partículas en una sola y se dispersaron homogéneamente gracias a la sonoquímica, que son ondas que están en un medio. En esta caso un solvente, etanol”, abunda.
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Usar etanol, dice, es una alternativa interesante, pues para hacer estos procesos se usaban solventes muy agresivos para el medio ambiente, como toluenos. El etanol, añade, es muy amigable con el medio ambiente, al ser humano y es relativamente barato.
Los recubrimientos híbridos suman propiedades, a diferencia de otros materiales, precisamente porque pueden añadirse diferentes materiales, pero en uno solo y se le pueden agregar recubrimientos “a la carta”. Es decir, se puede llegar con una necesidad y se pueden proponer diferentes materiales para tenerlo en un solo, a diferencia de los recubrimientos comerciales.
“Cuando nosotros diseñamos este material híbrido lo que buscábamos era que tuviera resistencia a la radiación ultravioleta, a la radiación infrarroja, que disipara el calor que absorbe, que resistiera el rayado y sobre todo que tuviera adherencia en diferentes sustratos. Nosotros lo evaluamos, principalmente, en aluminio 70/75, que es usado en el sector espacial”, subraya.
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La ventaja de los recubrimientos híbridos, destaca, es que se pueden hacer sin tener condiciones especiales, con tener el sonotrodo se puede. Incluso el secado se puede hacer en temperatura ambiente y en tres horas estará la primera capa.
El siguiente paso es desarrollar, junto con otros investigadores, un laboratorio para evaluar estos y otros materiales que se puedan utilizar en los sectores espacial y aeronáutico. Lo que se busca es tener un espacio donde se puedan evaluar estos materiales bajo la compatibilidad electromagnética, puntualiza la doctora.
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