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A partir de energía solar, material minero y plásticos reciclados

Investigadores innovan en la producción de nanotubos de carbón

El proyecto Fondef Idea Bi-etapas, dirigido por el académico del Departamento de Ciencias de los Materiales de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Edgar Mosquera, desarrolló un prototipo de reactor solar para producir este material de gran demanda en diferentes industrias.

El equipo de investigadores incluye la participación de estudiantes de postgrado.

El equipo de investigadores incluye la participación de estudiantes de postgrado.

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El nanotubo de carbón es un material de alto impacto en actividades productivas de la medicina, energía, medio ambiente, componentes mecánicos y dispositivos opto-electrónicos. Tiene alta conductividad y resistencia mecánica, más que el acero y otros materiales utilizados convencionalmente. Se trata de un nanomaterial con diversas funcionalidades y propiedades, y en el mundo existen más de 130 empresas dedicadas a su producción.

El equipo de investigadores de la FCFM se propuso la obtención de nanotubos de carbón a partir de residuos plásticos y material minero, utilizando la energía solar como fuente energética. Una combinación de factores que ha sido experimentada con anterioridad, pero con equipos-prototipos de grandes dimensiones – alrededor de 40 metros cuadrados por 80 metros de alto- en comparación con el exitoso prototipo llamado “SolarPro”, de alrededor de seis metros cuadrados por tres metros de alto- desarrollado por los investigadores de la FCFM. En esta iniciativa, los plásticos reciclados son obtenidos a través de la empresa RESITER, la cual apoya el proyecto en calidad de entidad interesada.

El proyecto Fondef Idea Bi-etapas ID14i10124, está en la fase final de la primera etapa y pronto iniciará las gestiones para solicitar su patente.

Los costos de producir nanotubos de carbón

El equipo de investigadores es encabezado por Edgar Mosquera, académico del Departamento de Ciencias de los Materiales; Vania Rojas, doctora en Química y subdirectora del proyecto; Gerardo Cabrera, ingeniero de materiales e investigador profesional; y Mauricio Morel, doctor en Ciencias de la Ingeniería, mención Ciencias de los Materiales e investigador principal, encargado de armar e implementar el prototipo.

Los principales costos de la producción de nanotubos de carbón están asociados a la energía requerida para poder generarlos, a la materia prima y a los catalizadores. Así lo explicó Mauricio Morel, quien detalló las ventajas comparativas que posee nuestro país en este escenario. “Chile tiene un gran potencial solar y éste era un punto en el que quisimos ahondar. Generar temperaturas sin necesidad de un horno convencional, que utiliza resistencia eléctrica, sino que canalizando la energía solar en un punto y obtener las temperaturas necesarias –alrededor de 800 a 900 grados Celsius, que no es muy sencillo de manipular ni obtener en ciertos reactores químicos- fue uno de los objetivos”, explicó el Dr. Morel.

Por otro lado, la materia prima utilizada generalmente en el mundo son gases derivados del petróleo, con un costo asociado que en este caso se reemplazó por residuos plásticos, y que trabajados en este reactor se transforma en este producto de alto valor agregado.

Los catalizadores, lugar donde se crean finalmente los nanotubos de carbón, deben estar a altas temperaturas y suelen usarse metales u óxidos metálicos, de alto costo y tóxicos. En este proyecto se está utilizando mineral chileno que permite disminuir considerablemente los costos dando valor agregado a la materia prima nacional.

El grupo de investigadores de la FCFM pretende desarrollar una tecnología que convierta el equipo en una granja de nanotubos, repetidos sobre una superficie, parecido a los paneles solares. Actualmente están avanzando en el modelo para desarrollar su proyecto “flor del desierto” para una producción a gran escala.

Esta iniciativa de innovación y desarrollo cuenta también con la participación del estudiante del DIMEC, Nicolás Carvajal, y cuatro memoristas del Departamento de Ingeniería Química de la UTEM, Jesús Velásquez, Sofía Alvear, Miranda Naranjo y Diego Tello, constituyendo a este proyecto en una plataforma de formación de capital humano avanzado para el país y contemporáneo respecto a las nuevas tendencias tecnológicas.

Comunicaciones FCFM - UChile

Viernes 17 de marzo de 2017

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