Internacional. El Instituto Fraunhofer para la Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS en Halle (Saale), Alemania, está llevando a cabo investigaciones que apuntan hacia una forma de vida sostenible, respetuosa con el medio ambiente y que ahorra recursos. Junto con socios de la industria, está desarrollando, por ejemplo, revestimientos superficiales que evitan el proceso de bioincrustación.

Este verano, debido a la persistente sequía, se recomendó a las personas en algunos lugares que ahorraran en el uso del agua. Algo que ocurre muy raramente en Alemania, y se limita a áreas particulares, es un problema constante en otros países sin manantiales de agua dulce. "El agua potable, como un producto valioso a nivel mundial, debe incluirse en el uso eficiente y sostenible de los recursos limitados", dice el Director del Proyecto, Ulrike Hirsch, del Instituto Fraunhofer para la Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS en Halle. En 2017, su equipo recibió el Premio a la Innovación Hugo-Junkers, del Estado de Sajonia-Anhalt, por su investigación sobre métodos más eficientes para producir agua potable. Desarrolló componentes recubiertos para módulos de membrana por medio de los cuales el agua de mar y el agua salobre se transforman en agua potable a través del principio de ósmosis inversa.

Su socio de cooperación industrial es IAB Ionenaustauscher GmbH de Bitterfeld en Sajonia-Anhalt. Esta subsidiaria, 100% de Lanxess, fabrica elementos de filtración de membrana para el procesamiento del agua, entre otras cosas. No es la primera vez que los equipos de Halle y Bitterfeld trabajan juntos. "Cuando se trata de investigación aplicada en el campo de la eficiencia de materiales, el Instituto Fraunhofer es una fuerza motriz capaz y un solucionador de problemas para la industria", enfatiza Carsten Schellenberg. Él es el Director Gerente de IAB Ionenaustauscher GmbH y es responsable del trabajo de investigación y desarrollo en el sitio de Bitterfeld. Las empresas, especialmente de los campos de tecnología médica, farmacia, biotecnología y procesamiento de plásticos, buscan la cooperación con Fraunhofer IMWS en el área de modificación de superficies. Sus competencias centrales se encuentran en el desarrollo material, entre otras cosas. El objetivo común es el desarrollo de materiales viables para el futuro, que sean sostenibles y respetuosos con el medio ambiente, y que conduzcan al manejo responsable y eficiente de materias primas limitadas.

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Separadores de membrana: con una sensación de mayor eficiencia
Expertos de IAB y Fraunhofer IMWS están llevando a cabo una investigación conjunta en el proyecto "Innovative Membrane Spacer" en la optimización de módulos para el procesamiento de agua salobre y agua de mar. "Los espaciadores de membrana son los espaciadores entre las membranas que forman los caminos de flujo del agua", explica Magdalena Jabłońska, científica empleada del Fraunhofer IMWS. Sin embargo, estos espaciadores también son muy propensos a la acumulación de materia suspendida, cristales de sal y microorganismos, dice ella. La llamada bioincrustación, continúa, conduce a bloqueos y una reducción en el rendimiento, hasta la falla de los módulos de membrana. Los socios de investigación están desarrollando recubrimientos de tipo hidrogel para las superficies de los espaciadores. Al igual que una barrera, están destinados a evitar la adhesión de materiales suspendidos y microorganismos.

"Si el proceso de bioincrustación se ralentiza o se detiene, hay menos daño material, desgaste más ligero en los módulos y un menor requisito de mantenimiento. Esto ahorra energía y costos", dice Magdalena Jabłońska. Los hallazgos obtenidos en el marco del proyecto conjunto se incorporarán a los procesos industriales en el sitio Bitterfeld de Lanxess.

La bioincrustación no es solo un problema con los módulos de filtración de agua. Las bases de las turbinas eólicas marinas o las plataformas de perforación, y especialmente los cascos de los buques, también están sujetas al crecimiento de la biopelícula. La gruesa corteza de microorganismos, algas, mejillones y percebes ataca los cimientos de hormigón y aumenta significativamente el consumo de combustible de los barcos.

Optimización de superficies contra bioincrustaciones
En el Fraunhofer IMWS en Halle hay una instalación para la optimización de pinturas superficiales especiales destinadas a prevenir este bioensuciamiento. Los socios en este proyecto son el Instituto de Tecnología Plástica y Reciclaje IKTR, la Sociedad para la Promoción de Tecnologías Médicas, Biológicas y Medioambientales GMBU Halle, Bioplan GmbH, NTC NanoTechCoatings GmbH y Schiffswerft Barth.

Las "pinturas antiincrustaciones anteriores", dice el gerente de proyectos Uwe Spohn, "a menudo contienen sustancias venenosas que se disuelven en el agua y son dañinas para los habitantes del mar". En nuestras instalaciones estamos optimizando una nueva generación de pinturas que funciona completamente sin sustancias adictivas venenosas". Lo genial de estos revestimientos superficiales es su conductividad eléctrica. El director del proyecto explica: "El sistema de pintura consta de varias capas a través de las cuales fluye una corriente continua de unos pocos miliamperios por centímetro cuadrado. La capa externa actúa como un ánodo en el que se forma el oxígeno. El valor del pH se hunde en este entorno ácido. Después de la inversión polar del flujo de corriente, la capa exterior de pintura se convierte en un cátodo en el que se produce hidrógeno, formando un medio alcalino. El valor de pH aumenta. Los cambios regulares en ciertos intervalos de tiempo someten a los microorganismos a un pH-stress que les dificulta la sedimentación". O, por decirlo de otra manera: el acero de la nave permanece libre de vegetación, lo que impide que la embarcación suba de peso en alta mar. Esto permite evitar un mayor consumo de combustible, emisiones adicionales de contaminantes, tiempos de viaje más largos, una menor maniobrabilidad, un mantenimiento más frecuente del buque y, sobre todo, un aumento de los costes.

Este sistema de pintura antiincrustante eléctricamente conductor ya ha demostrado su estabilidad en una prueba a largo plazo en el Mar Báltico. Una prueba inicial también ha sido un éxito. Los socios del proyecto ahora están optimizando la tecnología para que barcos enteros puedan ser recubiertos con pintura en astilleros.

Fuente: Saxony-Anhalt.

Duván Chaverra
Author: Duván Chaverra
Editor Jefe
Jefe Editorial en Latin Press, Inc,. Comunicador Social y Periodista con experiencia de más de 12 años en medios de comunicación. Apasionado por la tecnología y los medios especializados.

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