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Por Verónica Alcántara

Si bien parece cosa del futuro, los casos de aplicaciones concretas por parte de diversas empresas muestran que el uso de nanomateriales está a pocos años de ser masivo.

Ahí está el caso de la estadounidense Boeing que ha trabajado en el desarrollo de compuestos de nanoestructuras para aligerar el peso del fuselaje de su avión 787.

Según informó la empresa, esta aeronave estará hecha 50% de metal y el resto de materiales compuestos, que no son más que laminados hechos con fibras de carbón y resinas, cuyos beneficios, al reducir su peso, significarán alcanzar velocidades de 900 km/h; reducir el consumo de combustible en 20% y los costos de mantenimiento en 30%. Además, la presurización será menor, y habrá más oxígeno y humedad al interior.

Y es que la nanotecnología –manipulación de la materia a escala nanométrica– ha sido uno de los descubrimientos de mayor trascendencia en nuestros días, tanto, que hay quienes consideran que ha dado comienzo una nueva revolución industrial.

Los experimentos que se están haciendo ya por todo el mundo a partir de la combinación de los materiales actuales con nanomateriales (nanoarcillas, nanotubos de carbono, fullerenos, nanofibras, nanogranos, etcétera) ha llevado a crear un compuesto a base de nanotubos de carbono que es 100 veces más resistente que el acero y seis veces más ligero que el aluminio.

Toyota ha sido una de las automotrices más adelantadas en la experimentación con nanontecnología. Hace más de una década introdujo en la industria automotriz un compuesto de nylon con nanoarcillas en las bandas del engranaje de distribución, logrando mayor estabilidad y resistencia al calor.

Por su parte, la automotriz estadounidense, General Motors (GM) también ha introducido nanomateriales en diversos componentes de algunos de sus modelos. Concretamente en 2002, utilizó 3% de nanoarcillas y termoplásticos (Thermo Plastic Olefin, TPO) en las camionetas Safari y Chevrolet Astro, con lo que obtuvo una reducción de 3 a 21% del peso de esos componentes. En 2005, decidió aplicar siete libras de nanocompuestos en el puente central del techo, los sail panels y el protector del box-rail.

Volkswagen, la alemana, no se queda atrás, pues su equipo de investigación en materiales –persiguiendo el sueño de tener superficies libres de polvo al interior y exterior de los autos– ha iniciado proyectos para lograr superficies antipolvo e impermeables; además, está aplicando nanocompuestos a parabrisas, ventanas y espejos para evitar que se empañen bajo ciertas condiciones climatológicas y busca crear un cristal que automáticamente elimine 'el efecto de horno' que ocurre cuando el coche se estaciona bajo el sol.

Pero más allá de los avances estéticos y de desempeño que está aportando la nanotecnología a las industrias automotriz y aeroespacial, están los beneficios de la seguridad, pues al contar con materiales más resistentes e inteligentes será posible evitar accidentes. Significa entonces que la adopción de esta tecnología irá acompañada no sólo de menores costos de producción y precios al público, sino de confort y, sobre todo, seguridad, ya que además sus componentes serán más amigables con el medio ambiente.

“En el campo del confort los usuarios, tanto el conductor como los acompañantes, se quieren sentir cada vez más a gusto en el auto. Desde el punto de vista de habitabilidad del vehículo se buscan materiales que se adapten a los usuarios, sistemas de iluminación regulables, control de temperatura por zonas, etcétera. Para el conductor, el hecho de que el vehículo detecte situaciones de riesgo y actúe automáticamente en consecuencia, le facilite la visibilidad de su entorno (faros inteligentes, limpiaparabrisas automáticos, eliminación automática del vaho en los cristales) es algo muy valorado y que además tiene que ver con la seguridad”, asegura José Román Ganzer, coordinador del Círculo de Innovación en Materiales, Tecnología Aeroespacial y Nanotecnología (Cimtan) del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), con sede en Madrid, España.

En suma, la nanotecnología puede aportar soluciones a todas las necesidades de estos sectores, porque permite mejorar los sistemas existentes y/o dar opciones totalmente nuevas que no son posibles sin el tratamiento de la materia en la
escala nanométrica, considera el especialista.

Más ligero, rápido y eficiente

Todas estas investigaciones responden a que tanto la industria automotriz como la aeroespacial se han caracterizado por la innovación tecnológica, de ahí que a unos años del comienzo de las investigaciones en nanotecnología aplicada a los materiales, todas esas empresas tengan ya entre sus productos algunos componentes a base de nanoestructuras.

Para el sector aeroespacial que está centrado en la fiabilidad de los sistemas más que en los costos, los nanomateriales están ya dando muestra de su utilidad para la reducción de peso de los aviones y dispositivos especiales, que además tendrán mayores capacidades mecánicas, añade José Román.

La tendencia en ambos sectores es clara –advierte Mauricio Terrones Maldonado, investigador del Departamento de Materiales Avanzados del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT)–, pues se están utilizando en la fabricación de materiales más robustos, resistentes, pero a la vez ligeros. En algunos casos, se están desarrollando en electrodos de baterías o capacitores utilizados en automóviles híbridos, incluso, en la producción de celdas de energía de almacenamiento de hidrógeno. Pero las posibilidades van mucho más allá.

Y en ello coincide Óscar Ciordia, director general de la Fundación Instituto Tecnológico para la Seguridad del Automóvil (Fitsa), de Madrid, España, pues lo que ya es una realidad es la incorporación de nanopartículas en los recubrimientos de pinturas para carrocerías, que a diferencia de las tradicionales tienen mayor dureza y efectos de acabado genuinos.

En cuanto al futuro inmediato, agrega: “Merece la pena destacar los grafenos, que no son sino nanotubos de carbono a los que se ha desarrollado sobre una superficie y que presentan propiedades físicas que les hacen magníficos candidatos para mejorar los recubrimientos (corrosión, fricción, dureza, etcétera); también son importantes los compuestos para la mejora de propiedades mecánicas y ligereza y, en un horizonte más lejano, los dispositivos electromecánicos a escala nanométrica que permitan el desarrollo de sensores y actuadores integrados”.

José Román Gazner del Cimtan, advierte, sin embargo, que aplicar la nanotecnología va a requerir nuevos procesos, por lo que su adopción en la industria será paulatina.

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