México, pionero en corrosión cosmética de plásticos

Una tecnologí­a que comenzó a usarse en la industria militar en la década de 1960, hoy está siendo aprovechada por un grupo de investigadores en México para estudiar la corrosión cosmética en autopartes de plástico, que podrí­a llegar a establecer una norma internacional sobre este tema.

Al ser una tecnologí­a que apenas a partir del año 2000 se empezó a utilizar en aplicaciones no militares, el campo de investigación es muy amplio y el equipo multidisciplinario de la División de Tecnologí­as de la Información, de la Universidad Politécnica de Querétaro (UPQ), encabezado por César Isaza Bohórquez, ha encontrado un nicho muy demandante como es el sector automotor.

La corrosión se ha estudiado principalmente en metales, pero en plástico no; en este caso a nosotros nos interesa saber cuáles son los factores que intervienen para que suceda este efecto de perder el brillo, el tono natural u original a través de la radiación solar, los contaminantes ambientales, etcétera, explica el investigador.

En general, los estudios que encontraron sobre corrosión en metales y polí­meros no son desde el punto de vista cosmético y ahí­ detectaron la oportunidad para desarrollar su investigación, ya que es de todos conocido que todas las partes plásticas de un automóvil, desde el tablero y volante, hasta las molduras de las puertas y manijas, tienden a deteriorarse, lo que se asocia normalmente con un decoloramiento que se conoce como corrosión cosmética.

Y aunque en la industria de autopartes plásticas se llevan a cabo diversas pruebas con altos estándares de calidad, en realidad se carece de estudios técnicos respecto al impacto especí­fico de determinadas condiciones ambientales en los procesos de corrosión cosmética.

La tecnologí­a que les permitirá comprender el proceso de corrosión de las partes plásticas es la caracterización hiperespectral mediante filtros acusto-ópticos y, con apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí­a (Conacyt) -en colaboración con la empresa canadiense fabricante de autopartes Grupo ABC-, se está equipando un laboratorio especializado en este tipo de pruebas.

En el paí­s este será el primer laboratorio en su tipo y, aunque ya se está trabajando en este proyecto, será en febrero de 2019 cuando esté completamente equipado y operando a toda su capacidad dentro de las instalaciones de la UPQ.

A nivel mundial sólo la NASA, la Universidad Estatal M.V. Lomonósov de Moscú, en Rusia, y la Universidad del Quindí­o, en Colombia, cuentan con laboratorios para este tipo de pruebas,y los investigadores mexicanos establecieron una alianza con ambas universidades para este proyecto.

Este es el primer Laboratorio de Filtros Acusto-í“pticos que vamos a tener en México. En el mundo hay algunos en Rusia, que es con quienes estamos trabajando principalmente nosotros, y hay alguno en la NASA y otro equipo en Colombia, precisamente con quienes trabajamos también de la mano. Entonces nosotros serí­amos un cuarto o quinto laboratorio a nivel mundial, pero serí­amos los primeros en México, comenta César Isaza.

Las metas del proyecto es que una vez terminado el equipamiento del laboratorio, se ponga a disposición de toda la industria estos servicios de caracterización de corrosión cosmética de plásticos, ya que se puede aplicar no solamente a autopartes, sino a todo tipo de productos de plástico.

En un futuro, la meta es desarrollar un estándar de calidad donde los productos, en particular autopartes, puedan tener lí­mites respecto a la duración de la cosmética o apariencia fí­sica del coche, que para los usuarios serí­a una garantí­a de que van a tener autos más durables, es decir, mayor robustez en cuanto al desgaste cosmético.

Corrosión cosmética

En la actualidad, para la industria automotriz todos los estándares están relacionados con el momento en el que se fabrica una pieza y se tienen pruebas de dureza, resistencia del material, pero en términos de la corrosión cosmética no existe ningún tipo de prueba.

"No hay garantí­a en el aspecto cosmético y es hacia donde nosotros queremos caminar", asegura César Isaza.

La UPQ recientemente se ha comenzado a abrir a la vinculación con las empresas de la región, en particular hacia la industria automotriz que representa alrededor del 90 % del PIB estatal, por lo que el grupo de investigadores estaban en busca de soluciones especí­ficas para este sector y, sobre todo, para los fabricantes de autopartes plásticas que son un número importante en el estado.

Al detectar la falta de información sobre la corrosión cosmética de plásticos, decidieron enfocarse en este tema para determinar las causas de los cambios a nivel fí­sico que sufren las piezas ya que es algo que se percibe visualmente.

Para comenzar el estudio realizaron pruebas con imágenes espectrales, como las que se toman con la cámara de un smartphone, pero que solo da tres colores (rojo, verde y azul); también multiespectrales con cámaras que dan información de 30 componentes de color, pero siguen siendo limitadas; y finalmente con los filtros acusto-ópticos con los que se obtuvieron imágenes en 150 bandas de color.

"Al hacer la partición del espectro visible en 150 bandas vamos a poder tener información más detallada de los cambios que están teniendo los materiales", detalla el especialista.

Además, se han diseñado un conjunto de pruebas para acelerar el proceso de corrosión, donde se simula la radiación solar y los agentes contaminantes, y a las que se somete una pieza nueva, una autoparte que en un auto está expuesta al ambiente cinco años y que en el laboratorio ese mismo desgaste se puede simular en un mes para ver cómo cambian las caracterí­sticas del material.

Las piezas se colocan en cámaras a una temperatura aproximada de 100ºC para después bajarla a -50ºC en un lapso muy corto. Después, se ponen en cámaras de radiación ultravioleta y otras que simulan la radiación solar. Todo este proceso acelera la degradación cosmética de la pieza y cuando se percibe que se empiezan a poner grises u opacas, se debe a cambios en las huellas espectrales.

"Queremos detectar cuáles son esos cambios y retribuir esta información a las empresas para que se puedan desarrollar mejores materiales y cumplir con estándares de calidad de nivel internacional y aumentar su competitividad", menciona.

Gracias al convenio que firmaron con la empresa Grupo ABC, esta proporcionará las autopartes iniciales para el estudio que son básicamente molduras laterales de las puertas, es decir, partes exteriores, así­ como tableros y soportes de la cajuela, esperando que en julio de 2020 se tengan los resultados de esta primera investigación.

Parte del equipamiento con el que contará el nuevo laboratorio también les permitirá realizar pruebas de impacto, de choque térmico, entre otras, que demandan las armadoras a sus proveedores para asegurar la calidad de las partes.

Alcances

La tecnologí­a basada en la caracterización hiperespectral, mediante filtros acusto-ópticos, tiene múltiples ventajas, pues permite estudiar piezas de todo tamaño, desde un centí­metro de radio hasta una pieza que mida metros, ya que se va midiendo por puntos y al final se sacan los valores de la pieza.

Además es una prueba no destructiva, porque es como tomarle una foto, y la pieza no se destruye como sucede cuando se le realizan algunos análisis quí­micos, donde sí­ es necesario destruirla.

Los beneficios de contar con esta tecnologí­a en el paí­s también son múltiples y uno de los más importantes es ofrecerle a todas las empresas, en especial las pequeñas y medianas, un servicio que les permitirá cumplir con los requerimientos mí­nimos que les pedirí­a una armadora para ser sus proveedores.

Esta investigación también permitirá estudiar un material antes de que se empiece a utilizar en la producción, es decir, si una empresa está desarrollando un nuevo compuesto se podrá estudiar para conocer qué cambios va a sufrir dentro de diferentes situaciones ambientales y expuesto a diferentes condiciones. Así­, las empresas que fabriquen el material podrán utilizar esta tecnologí­a para el desarrollo de nuevos materiales.

Todo esto a largo plazo afecta en la calidad de los productos fabricados en el paí­s, entonces en particular los coches que se fabrican en México podrí­an llegar a tener una durabilidad superior en términos de corrosión cosmética, en comparación con un coche fabricado en China o la India; entonces es hacia donde nosotros queremos impulsar el desarrollo, afirma César Isaza Bohórquez.

El grupo multidisciplinario en el que participan especialistas en materiales, quí­mica, fí­sica, inteligencia artificial y procesamiento de señales, entre otros, tiene una misión muy clara que es impulsar a las pymes, ya que estas son las que más necesitan fortalecerse en desarrollo tecnológico e innovación.

"Necesitamos fortalecer a las pymes para posicionarnos no como un paí­s productor, sino de gente que está desarrollando tecnologí­a y que está contribuyendo a la mejora de la misma", concluye.