Acero más resistente con nanoestructuras

Científicos de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) desarrollan películas nanoestructuradas sobre materiales ferrosos, como acero inoxidable 304 y acero al carbono 1018, para aumentar su resistencia a la corrosión y al desgaste.

“El proyecto que estamos desarrollando en este momento en el laboratorio trata de crear capas nanoestructuradas sobre distintos materiales ferrosos, principalmente en acero inoxidable 304, mediante el proceso de anodizado”, comentó el doctor Juan Manuel Hernández López, profesor investigador de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL.

El especialista aclaró que el anodizado es una técnica que, mediante un proceso electroquímico, permite crecer capas de óxido de forma controlada con características físicas y químicas muy bien definidas, a diferencia de los óxidos formados de manera natural sobre el metal.

Dr. Juan Manuel Hernández López.“Lo que buscamos en el acero inoxidable es obtener capas anódicas con una morfología y composición química a diseño. Me refiero a obtener capas con una morfología bien definida (capa barrera), con un espesor importante, que le proporcionen al material mayores propiedades anticorrosivas, sobre todo pensando en aplicaciones donde estos materiales están sometidos a condiciones severas de trabajo”, especificó el doctor Hernández López.

El investigador indicó que en este proyecto buscan aplicar el conocimiento generado en otros metales que han sido sometidos al proceso del anodizado, desde hace décadas, para incrementar la resistencia a la corrosión y al desgaste en materiales ferrosos.

“Hay otros materiales metálicos, como el magnesio y el titanio, donde el proceso de anodizado se ha venido implementando y se conoce más, pero en otros materiales como los materiales ferrosos aún se desconoce mucho en el campo. En este momento estamos enfocados en aplicaciones de corrosión, debido a que si somos capaces de tener una capa con ciertas características, mitigaremos los fenómenos corrosivos. Sin embargo, dichas capas también resultan interesantes en otras aplicaciones como son los sistemas de tratamiento de aguas o sistemas fotocatalíticos”, señaló el científico Hernández López.

El especialista aclaró que para favorecer el crecimiento de la capa de óxido en el material ferroso utilizan electrolitos orgánicos con especies que sean capaces de incorporarse en las capas anódicas, con el fin de favorecer el crecimiento y disminuir la disolución de la capa de óxido.

En esta investigación, la sustentabilidad tiene un rol importante desde la perspectiva química y económica. Este proyecto emplea baños electrolíticos libres de fluoruros que son tóxicos para el ambiente y el ser humano. Diseñan baños que permiten obtener capas anódicas con buenas propiedades, tales como la resistencia a la corrosión, necesarias en diversos sectores industriales.

“Reducir costos es algo muy importante en todas las industrias. Entonces, desde el punto de vista de sustentabilidad química, trabajamos en el diseño de baños libres de fluoruros y, desde el punto de vista de sustentabilidad económica, diseñamos un producto que dure más y que requiera menos mantenimiento para no ser reemplazado constantemente”, puntualizó el científico de la UANL.

De acuerdo con el doctor Hernández López, este desarrollo tiene diversas aplicaciones en los diferentes sectores industriales, debido al uso constante de materiales ferrosos en industrias como la construcción, naval, automotriz, energética, etcétera. Sin embargo, este proyecto contempla la aplicación de estas películas en condiciones más severas como actividades de sistemas de generación de energía geotérmica, ya que en estos sistemas el uso de materiales ferrosos, como acero inoxidable, es amplio, y estos se encuentran sometidos a altas temperaturas y desgaste abrasivo.

“Buscamos que este tratamiento superficial siente las bases para el desarrollo de nuevos sistemas de protección, con características iguales o superiores a los recubrimientos empleados actualmente, con el beneficio que proporciona el proceso de anodizado que es la fácil implementación a nivel industrial y los bajos costos asociados”, añadió el investigador.

El especialista subrayó que en este momento en el proyecto se están trabajando materiales ferrosos de baja y alta aleación, para empezar a analizar la influencia de los elementos aleantes y cuenta con la colaboración de investigadores de otros países como España, donde investigadores del grupo COPROMAT del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC) participan activamente.

“El futuro es entender los mecanismos por los cuales crecen las capas anódicas sobre los materiales, la influencia de los elementos aleantes que están en estos materiales y cómo los factores de crecimiento, tales como la temperatura, tiempo, voltaje, corriente, composición del baño, modifican la morfología y composición química de los óxidos que crecen. Esto con el fin de ser capaces de diseñar capas de óxido que sean aptas para satisfacer las demandas de los distintos sectores de la sociedad”, subrayó el científico de la UANL.

El doctor Hernández López deja abierta la invitación a todo aquel interesado en el tema, ya sea estudiante que busque formarse en este campo o investigador que esté interesado en alguna forma de colaboración.