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Pequeños orificios para una mayor protección

La anodización de metales como el aluminio (Al) permite añadir una capa protectora de óxido metálico, en este caso, de óxido de aluminio (Al2O3). Un equipo de científicos ha recibido financiación comunitaria para desarrollar un sistema consistente en introducir porosidades nanoestructuradas en los revestimientos para dotarlos de una mayor eficacia y durabilidad.
Pequeños orificios para una mayor protección
Los revestimientos de Al2O3 son muy resistentes y no reactivos, por lo que ofrecen una mayor longevidad y protección contra agentes oxidantes. La película de óxido metálico es muy porosa y por tanto facilita la adhesión de sucesivas capas de materiales sellantes y de pigmentación. Un control exhaustivo de la formación de los poros y su geometría permitiría mejorar sustancialmente la eficacia y durabilidad del aluminio anodizado. El control de las porosidades a escala nanométrica no es posible con los procesos de anodización industrial empleados en la actualidad.

El equipo de científicos que puso en marcha el proyecto «Nano-structured aluminium oxide coatings» (NANOCOAT) , financiado con fondos comunitarios, estudió el proceso de nanoestructuración necesario para aplicaciones a gran escala. Los investigadores estudiaron materiales y parámetros de anodización de aluminio puro, en aleación y con insertos.

Se obtuvo una estructura ordenada en Al puro y en algunas aleaciones, aunque aquellas con mayor contenido de cobre resultan más problemáticas. Mediante modelos de dinámica de fluidos computacional se simuló un sistema de circulación para la anodización que permitió afinar los parámetros del prototipo y del sistema a escala real.

Los resultados de las pruebas de laboratorio se reprodujeron en un entorno industrial para realizar la primera demostración de oxidación nanoestructurada de aleaciones de Al a gran escala. Por otra parte, la coloración negra obtenida en ausencia de porosidades pasó a ser uniforme tras someter las piezas a un doble proceso de anodización que aportó un endurecimiento constante a nivel microscópico del óxido.

Asimismo, se llevó a cabo un análisis simplificado de ciclo de vida para abordar cuestiones relacionadas con el proceso de producción y la legislación medioambiental. Gracias a una evaluación pormenorizada de aspectos tecnológicos y económicos fue posible comparar el consumo energético del proceso de NANOCOAT con el de las técnicas convencionales de oxidación. A pesar de que el consumo de energía y la inversión son mayores que en el caso de los procedimientos habituales, estos novedosos revestimientos son muy adecuados para aplicaciones de óptica de alto rendimiento, componentes espaciales y aeroespaciales y productos de consumo de alta gama.

NANOCOAT supone un antes y un después en la introducción controlada de revestimientos nanoestructurados y altamente organizados de Al2O3 para aumentar el rendimiento y la durabilidad de los materiales. La industria de los acabados superficiales está integrada principalmente por pequeñas y medianas empresas (PYME) que suministran una extensa gama de productos a numerosas industrias de importancia estratégica para la economía de la Unión Europea. La tecnología desarrollada en el marco de este proyecto reforzará la competitividad de dichas PYME, así como la de sus clientes.

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