Tecnología de pulverización para la producción de nanopartículas a gran escala
En los últimos cuatro años se ha multiplicado también por cuatro el mercado mundial de los nano-óxidos. A pesar de estar cada vez más presentes en una miríada de productos y tecnologías, la fabricación de nanopartículas sigue siendo ardua y costosa. Además, la mayoría de los procesos requieren diversas fases de producción. Para superar este obstáculo, los científicos que trabajan en el proyecto ADVANCE-FSP , financiado por la Unión Europea, han llevado un prometedor proceso que implica una única fase desde la escala de laboratorio hasta un prototipo de línea de producción industrial. Mediante la pirólisis por pulverización de llama resulta posible sintetizar una variedad de nanopartículas inorgánicas complejas en un único paso, lo que supone un considerable ahorro de tiempo, de materiales y de costes. No obstante, en el momento de la presentación de la propuesta del proyecto, la producción en laboratorio apenas podía alcanzar los cien gramos por hora (g/h). Además, el trabajo pretérito encaminado a incrementar el volumen de producción, por lo general, generaba un aumento no deseado del tamaño de las nanopartículas de óxido metálico. El equipo de ADVANCE-FSP empleó métodos de medición para perfeccionar las formulaciones y los parámetros de proceso. Los investigadores apuntalaron el trabajo experimental con modelos y simulaciones de dinámica de fluidos computacional. Mediante un incremento paulatino en la producción, los científicos alcanzaron el objetivo de 5 kg/h fijado para ésta, volumen con el que establecieron un récord mundial en lo que a capacidad de la pirólisis por pulverización de llama se refiere. Gracias a unos análisis minuciosos relativos a la seguridad y la gestión de los riesgos derivados de las nanopartículas conforme a los procedimientos aceptados, se consiguió desarrollar una línea de producción en la que no se requiere ningún tipo de interacción humana con éstas. La línea integra la alimentación de nanopartículas y el transporte y envasado de productos, todo de forma automatizada. Los análisis económicos dejaron constancia del potencial de la pirólisis por pulverización de llama para reducir los precios de mercado hasta en un 50 % —en algunos casos—. Por su parte, los estudios ambientales mostraron que esta tecnología también es claramente beneficiosa, debido en gran medida a que elimina la necesidad de emplear grandes cantidades de disolventes. Pese a que el mercado mundial de los nanomateriales es enorme, la mayoría de los productos siguen estando basados en nanopartículas más antiguas —y, por ende, más consolidadas—. La capacidad para producir nuevos tipos de éstas de forma rápida, rentable y a gran escala podría propiciar la aparición de fascinantes productos que antes estaban fuera de lo posible. A su vez, esto colocará a la UE a la vanguardia del ámbito tecnológico y contribuirá de forma sustancial al bienestar económico de los países europeos y de sus ciudadanos.
Palabras clave
Pirólisis por pulverización de llama, nanopartícula, óxido metálico, producción industrial
