Invención: detectan un recubrimiento con propiedades anticorrosivas

La novedad es que no se trata de una modificación a partir de una sustancia química de la superficie, como habitualmente se aplica para evitar el deterioro de materiales metálicos.  La resistencia a la oxidación deviene de la curvatura, a la escala del nanómetro -mil millonésimas partes de un metro-. Ahora se inicia el trámite para la obtención de la patente de invención. Es en cotitularidad entre la UNRC y la Universidad española de La Laguna

Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales de la UNRC y de la universidad española de La Laguna descubrieron promisorias propiedades anticorrosivas en un recubrimiento para metales y ahora inician el trámite para conseguir la patente de invención, cuyo título es “Inhibidor de corrosión altamente eficiente para la protección de metales”.

La novedad es que no se trata de una modificación de la superficie a partir de una sustancia química diferente, como ocurre con los procesos que se vienen usando habitualmente para evitar la corrosión. En este caso la resistencia a la oxidación deviene del hecho de que la superficie tiene una textura especial, curvada a la escala del nanómetro.

Una vez concluidos los ensayos probatorios, se inicia el proceso de patentamiento de la invención, compartido entre estas dos universidades.

Este descubrimiento adquiere un valor estratégico puesto que es una nueva herramienta que evitará la corrosión y el consiguiente gasto económico que demanda la restauración de estructuras dañadas. El fenómeno de la corrosión consiste en el deterioro de las estructuras metálicas debido a la reacción del metal con su entorno. Un estudio de la National Association of Corrosion Engineers (NACE), de los EEUU, estima que el costo mundial de la corrosión es de unos 2,5 billones de dólares, lo que equivale a un 3,4 por ciento del PIB mundial.

El objetivo de la invención es minimizar el fenómeno de la corrosión, un importante problema industrial, ya que puede causar accidentes -como la ruptura de piezas-, que representan un gran costo. “Se calcula que en pocos segundos se disuelven cinco toneladas de acero en el mundo”, puntualizan los autores de este trabajo científico.

Esta solicitud de patente se enmarca en el sector de la nanotecnología y ciencia de los materiales. El trámite para lograr resguardar la propiedad intelectual se inicia en la Oficina Española de Patentes y Marcas.

“En la actualidad, la corrosión es considerada un problema industrial de gran relevancia debido a que puede originar accidentes, al producirse la ruptura de la pieza, además de representar un coste importante tanto a nivel económico como ambiental. La corrosión es una reacción electroquímica, de oxidación-reducción espontánea, en la que, al igual que en una pila, tienen lugar dos reacciones: en el ánodo se oxida, es decir, se corroe el material manufacturado, mientras que en el cátodo se reduce una especie que en la mayoría de los casos es el oxígeno molecular. Así, para que exista la corrosión son necesarias estas dos reacciones, en el ánodo y en el cátodo. Actualmente, la atención se centra en retardar la corrosión mediante la protección del ánodo a través de pinturas, aleaciones o recubrimientos, ignorando la posibilidad de inhibir la reacción de reducción del oxígeno molecular en el cátodo, con el fin de impedir el proceso de corrosión en el ánodo”, indican los científicos en la descripción de los antecedentes de esta invención.

Registro y protección mediante patente de invención española

Es un desarrollo conjunto con la Universidad de La Laguna –Tenerife, España-. A partir de los respectivos aportes inventivos, en la distribución de titularidades se estableció que un 25 por ciento le corresponde a la UNRC y el resto a la universidad europea. Los beneficios que se obtengan como consecuencia de la explotación comercial se repartirán en esas proporciones establecidas por contrato.

De esta manera, se busca la protección, valorización y transferencia del resultado de este trabajo conjunto de investigación.

Por la Universidad de Río Cuarto, el inventor es el químico Gabriel Planes. Y, por la Universidad de La Laguna, los investigadores del Departamento de Química Gonzalo García, argentino de Córdoba nacionalizado italiano, y Elena María Pastor Tejera, de España. La extensión de propiedad de la patente a otros países será acordada por los integrantes del consorcio.

El rector Roberto Rovere firmó un acuerdo de cotitularidad entre esta casa de estudios y su par de España, para poder realizar el registro y protección mediante patente de invención.

“Detectamos que reaccionan muy diferente frente al oxígeno, en comparación con una superficie convencional”

El doctor en Ciencias Químicas Gabriel Planes del Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (UNRC-Conicet) dijo: “Es la primera etapa de la presentación de la patente. Se trata de un recubrimiento que tiene propiedades anticorrosivas, es decir que es resistente a la reacción con oxígeno, que es lo que produce normalmente corrosión en metales, lo que conocemos como óxido”.

“La novedad es que no se trata de una modificación a partir de una sustancia química de la superficie, como sería un proceso normal de recubrimiento. El proceso de resistencia a la oxidación viene del hecho de que la superficie está extremadamente curvada, a la escala del nanómetro. Tiene una rugosidad muy alta. Esa curvatura superficial extrema modifica la forma en la que el material reacciona con el oxígeno”, puntualizó.

Planes, que ahora es el subsecretario de Ciencia y Técnica de la UNRC, comentó: “Esto salió por investigaciones que hice durante el posdoctorado en la Universidad de La Laguna, en Tenerife -España-. La investigación en principio tenía otro curso, pero después empezamos a ver algunas características que tenían estos recubrimientos superficiales con los que estábamos trabajando y se aprovechó para trabajar el tema de corrosión”. Y aclaró: “El tipo de estructura superficial no fuimos nosotros los primeros que la reportamos, lo hizo un grupo en Inglaterra. Pero, analizando ese tipo de estructuras superficiales detectamos que reaccionan muy diferente frente al oxígeno, en comparación con una superficie convencional”.

Comentó: “Se hicieron experimentos adicionales”. “Será una patente de aplicación no de invención de un material, sino la aplicación de ese material para un fin específico”.

– ¿Cómo se podrá aplicarlo?

– Debemos pensar en que la superficie se debe modificar, y para ello se pueden utilizar distintos métodos. El método clásico implicaría depositar una capa de este material nanoestructurado, pero también se está estudiando la posibilidad de obtenerlo por un proceso de erosión controlada de la superficie original.

– ¿Tramitan el derecho de propiedad para ejercer la exclusividad sobre la invención?

– Sí. Las patentes son muy importantes, sobre todo para las universidades nacionales, ya sea que se haga de manera individual o en forma conjunta con otras instituciones del país o el extranjero. En caso de surgir alguna utilidad de la aplicación, sobre todo por parte de la industria, eso se traduce en ingreso de dinero para las instituciones involucradas en la patente. Es una forma de divulgar los resultados, a la vez que se los protege con una propiedad; en este caso –cuando salga la patente- a las dos universidades, de La Laguna y la nuestra.

La invención

Esta solicitud de patente se enmarca en el sector de la nanotecnología y ciencia de los materiales.

Tiene por objeto un método de fabricación de un recubrimiento inhibidor de corrosión para metales, el cual comprende cinco etapas: 1- dilución de un surfactante en un volumen de agua sobre el metal a recubrir, de modo que el surfactante decante sobre la superficie del metal; 2- adición de un precursor metálico en ese volumen de agua; 3- reducción del precursor metálico de modo que se deposite sobre la superficie del metal con surfactante; 4- conformación de una retícula nano-estructurada de surfactante y precursor metálico reducido sobre la superficie del metal; 5- eliminación del surfactante de la superficie del metal mediante un lavado con agua para obtener un recubrimiento de precursor metálico reducido con una estructura mesoporosa –es decir, que contiene poros con diámetros entre 2 y 50 nanómetros (millonésima parte de un milímetro)- . De este modo se da lugar a un arreglo superficial nanoestructurado en forma de celdas hexagonales, específico para inhibir la reacción de reducción de oxígeno, evitando así que se produzca el fenómeno de la corrosión en el metal que recubre.

Los científicos que llevan adelante este trabajo describen: “La corrosión se define como el deterioro de un material como consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. Es una reacción electroquímica, de oxidación-reducción, que se produce de modo espontáneo, y en la que, al igual que en una pila, intervienen dos reacciones: en el ánodo se oxida, es decir, corroe el material manufacturado, y en el cátodo se reduce una especie que en la mayoría de los casos es el oxígeno molecular. Es importante recalcar que para que exista la corrosión deben producirse ambas reacciones: en el ánodo y en el cátodo”

“Se aprecia una necesidad de minimizar el proceso de corrosión por la vía de inhibir la reacción de reducción de oxígeno, desarrollando para ello una estructura atómica superficial específica del material que se quiere proteger de modo que no permita su interacción con el oxígeno molecular, suprimiendo la reacción en el cátodo y, en consecuencia, impidiendo la corrosión del material”, puntualizan.

“Actualmente, el mayor esfuerzo tecnológico para retardar la corrosión se ha enfocado a la protección del ánodo a través de pinturas, aleaciones o recubrimientos por otros materiales menos nobles”, indican. Y agregan: La presente invención se centra en inhibir la reacción de reducción del oxígeno molecular en el cátodo. Para ello, se ha desarrollado una estructura atómica superficial específica del material a proteger que no permite la interacción de éste con el oxígeno, suprimiendo reacción alguna en el cátodo, e inhibiéndose a partir de ahí la corrosión del material”.

Fuente: UNRCiencia

Producción y redacción: Deolinda Abate Daga

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