Convierten desechos industriales en recubrimientos para turbinas aeronáuticas

Un grupo de expertos del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav), unidad Monterrey, desarrolló recubrimientos nanoestructurados capaces de resistir temperaturas superiores a los 1000 grados centígrados, los cuales se usan en componentes de turbinas aeronáuticas.

La doctora Ana María Arizmendi Morquecho, líder de este proyecto, explicó que a través del desarrollo de recubrimientos se busca dar solución a uno de los problemas más comunes en la industria aeronáutica, que es la degradación microestructural de las superaleaciones que componen las turbinas, debido a las altas temperaturas que alcanzan estos aparatos.

Los componentes de álabes y toberas (tipo aspas móviles y fijas, respectivamente) de la zona caliente de las turbinas, los cuales son fabricados de superaleaciones base Níquel, se exponen a temperaturas superiores a mil grados centígrados, lo que provoca una degradación microestructural muy fuerte de los sustratos y repercute en las propiedades térmicas y mecánicas de la estructura disminuyendo la eficiencia energética de las turbinas, expuso la investigadora.

El proyecto del Cimav consiste en desarrollar sistemas de barreras térmicas avanzados en base a nanocompuestos que protejan la estructura de las superaleaciones con las que están fabricados ciertos componentes de las turbinas. Para ello, el grupo de la doctora Arizmendi Morquecho utiliza las cenizas volantes como matriz cerámica a las que incorporan diversas nanopartículas para crear nuevos materiales desarrollados por los investigadores.

Hemos descubierto que aprovechando la gran cantidad de mullita, el cual es un compuesto estable química y térmicamente que se encuentra en la ceniza volante, se puede usar este material como matriz cerámica, la cual con la incorporación de diferentes partículas hemos obtenido nanocompósitos novedosos que disminuyen en gran medida la conductividad térmica y utilizarlos en el desarrollo de recubrimientos para las superaleaciones, explicó Arizmendi Morquecho.

Además de la aplicación al sector aeronáutico, esta tecnología busca impactar a nivel medioambiental con el aprovechamiento de un material que hasta ahora es considerado desecho industrial contaminante, como es el caso de las cenizas volantes, las cuales son obtenidas de carboeléctricas instaladas en el norte de Coahuila, principalmente.

De acuerdo con Arizmendi Morquecho, tras cinco años de analizar los diferentes materiales que pueden desarrollar como sistemas avanzados de barreras térmicas, esperan realizar las últimas pruebas para validar los materiales obtenidos a nivel laboratorio, a fin de que continúen con el proceso de escalamiento hasta que sea transferido a una empresa interesada.

Si bien esta tecnología es considerada investigación básica, su orientación espera resolver problemas industriales. Esto es parte del enfoque de esta unidad del Cimav ubicada en el Parque de Investigación e Innovación Tecnológica, en Nuevo León. Por ello, conjuntamos a un grupo multidisciplinario de investigadores para realizar ciencia básica y aplicada, además de tener vinculación con la industria, instituciones académicas y centros de investigación a nivel global, expuso Arizmendi Morquecho.