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Isaac Torres Cruz
Investigadores del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Querétaro desarrollan recubrimientos con estructuras nanoestructuradas para mejorar la vida y calidad de turbinas de vapor, como las utilizadas por la Comisión Federal de Electricidad para generar energía eléctrica, con quienes llevan a cabo el proyecto.
Este tipo de estructuras deben resistir altas temperaturas, por lo que es común el incremento de problemas de corrosión y erosión de éstas. En este sentido, académicos del Laboratorio de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Recubrimiento Avanzado (LIDRA) del Cinvestav-Querétaro propusieron la creación e implementación de nuevos materiales para incrementar la resistencia de piezas, como las alas de las turbinas.
“Estas aleaciones pueden ser a base de níquel, con hierro y cromo”, señala Francisco Espinoza Beltrán, investigador del centro, quien puntualiza que además de estudiar recubrimientos, también hacen lo propio en cómo aplicarlos.
De acuerdo con el científico, el funcionamiento de estos tipos de recubrimientos depende de su estabilidad química. En el caso de una turbina que requiere un aislamiento térmico, por ejemplo, se requiere conocer y “ver” su composición química a una resolución muy alta, para comprobar que funcionan bien y que el calor no los ha descompuesto o degradado. Esta misma información es vital para optimizar el material.
Para ello, el LIDRA cuenta con un microscopio electrónico de barrido de vanguardia, de filamentos con un haz de muy alta intensidad y espectrómetros para medir la composición química con la más alta resolución.
Pero no es la única instrumentación que hace de este laboratorio uno de los mejores equipados del país, puesto que además cuentan con lo necesario para “inyectar” los materiales, que pueden ser metálicos, cerámicos e incluso orgánicos, en la superficie del área a tratar.
Así, los científicos emplean pistolas similares a una pequeña turbina de avión, con gas o plasma, donde se llevan a cabo una combustión que acelera partículas hasta “inyectarlas” en la superficie a recubrir, como si lo hiciera con pintura.
Un plasma podría llegar a calentarse hasta 15 mil grados Kelvin, al que agregan el polvo de un cerámico para el recubrimiento que se funde rápidamente, para salir disparados a velocidades de miles de metros por segundos. “Se forma un chorro, los materiales chocan en la superficie y se extienden. Dada esta velocidad, la adherencia es muy buena, uniforme y se deposita sobre sustratos nanométricos”, apunta Espinoza Beltrán.
MÁS PROYECTOS
El proyecto de la CFE, agrega el científico, fue importante para lograr asignaciones presupuestales para mejorar el laboratorio, que además realizan en conjunto con centros Conacyt y el Cicata del IPN.
Pero el desarrollo del laboratorio abre además otras posibilidades de servicios e investigación más allá del anterior, puesto que buscan ser un centro de atención para las industrias del orbe, principalmente en las áreas aeronáutica y automotriz.
Tales son los casos de General Electric, que desarrolla turbinas en el estado o Bombardier, que ya no sólo construye partes de aviones, sino estructuras completas.
“Mucha de nuestra industria sigue utilizando recubrimientos convencionales, lo que propicia baja calidad del producto, desperdicio y eficiencia baja. Problemas que nosotros podemos solucionar”.
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