Nanotecnología es el diseño, el desarrollo, la producción y el uso de estructuras, dispositivos y sistemas controlando su forma y tamaño en la escala manométrica. En un nanómetro (la millonésima parte de un milímetro) caben de ocho a diez átomos. Un cabello humano tiene aproximadamente 70.000 a 80.000 nanómetros de grosor. La nanotecnología ha mostrado su uso práctico para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo tejidos que no se manchan, neumáticos más resistentes al desgaste y los pinchazos y mejores lociones bronceadoras.

No hay un único ámbito de estudio de las nanotecnologías: podemos encontrar referencias en biología, física o química. En cuanto a las aplicaciones, se encuentran en el campo de la energía —pilas de combustible y tecnología solar fotovoltaica—, en ingeniería medioambiental —sistemas de filtraje en depuración de aguas—, en las TIC —nuevas arquitecturas de memorias y procesadores— así como en el sector de la medicina —implantes y prótesis—, el textil, etc. La palabra nanotecnología es como un paraguas bajo el que caben una gran variedad de estudios sobre materiales y técnicas de fabricación con una cosa en común: todas ellas trabajan con estructuras de dimensiones por debajo de los 100 nanómetros.
Las nanotecnologías explotan las propiedades especiales que presentan las estructuras manométricas. En esa escala muchos materiales se comportan de forma completamente diferente a como lo hacen en la escala macrométrica; por ejemplo: algunas substancias opacas se convierten en transparentes (cobre), materiales inertes pasan a ser buenos catalizadores (platino), materiales estables se vuelven inflamables (aluminio), algunos sólidos se convierten en líquidos a temperatura ambiente (oro), ciertos aislantes actúan como conductores (silicio). Otro aspecto muy importante de la nanoescala es que cuando más pequeña es la nanopartícula, mayor es su área superficial relativa con respecto al volumen.
La conquista de la industria por parte de la nanodimensión ya ha comenzado. Al mismo tiempo que en las TIC, la investigación física básica se acompaña del desarrollo y lanzamiento de los primeros productos. Así como el uso de nanoestrucuras en la fabricación de chips o en el desarrollo de discos duros para ordenadores ya son hoy habituales, hay otras importantes ramas de la industria, como la química, farmacia, la industria del motor o la óptica, donde la competitividad futura del sector no puede desligarse de un uso exhaustivo de lexploración del nanocosmos.

Observar la naturaleza
En Asia, la planta del loto está considerada un símbolo sagrado de pureza. En su superficie los líquidos forman perlas que se deslizan hasta caer y nunca se acumula polvo en sus hojas (figura 1). El “secreto” detrás de este fenómeno: ¡Nanopartículas! El agua es repelida por papilas microscópicas. En nanotecnología este concepto puede ser traducido en superficies cerámicas autolimpiantes. Los materiales recubiertos de nanopartículas poseen propiedades especiales; aplicadas, por ejemplo, a la superficie de un cristal, éste se vuelve resistente a las rayas, lo cual le confiere unas excelentes características en su aplicación en óptica. Tales lentes pueden limpiarse incluso con un estropajo metálico sin que aparezca ni una marca. Al mismo tiempo, las partículas de recubrimiento son tan pequeñas que la luz pasa perfectamente, sin problemas de difracción ni refracción.

Funcionamiento en la práctica
En el nanosellado se aplican partículas de diferentes clases, unas forman una unión sólida con la superficie mientras otras le confieren las características deseadas. Estas partículas se ordenan inteligentemente durante la aplicación: Los componentes de unión se “pegan” a la superficie a recubrir, mientras los componentes antiadherentes quedan por encima de esta capa (figura 2). Este proceso de autoorganización produce una capa ultrafina y especular que, adherida a la superficie a proteger, le confiere una extrema durabilidad. Este tipo de recubrimiento es el usado por Rittal en la superficie del condensador de sus unidades de refrigeración para armarios de control.

 

 

Aplicaciones
El condensador de los aparatos de aire acondicionado —la parte del circuito donde se efectúa el intercambio del calor que el aparato extrae y es trasferido al exterior— se recubre con una capa nanométrica de pintura especial. El compuesto de nanopartículas cerámicas cubre las aletas del condensador con una superficie que repele el polvo. Al mismo tiempo, los poros superficiales quedan sellados permanentemente, de este modo no se puede adherir la contaminación y se conservan las propiedades de la superficie (figura 3). Las superficies nanoprotegidas son, además, muy resistentes a la abrasión.
La principal ventaja de lo expuesto radica en la disminución de costes de mantenimiento de los equipos de climatización pues, al no precisar limpiezas tan a menudo, se pueden espaciar los mantenimientos preventivos y aumenta el rendimiento del equipo al permanecer limpia la superficie de intercambio durante más tiempo.
Otra aplicación práctica, completamente diferente de la anterior, es la preparación de superficies metálicas para el posterior pintado. En el caso de los armarios para aplicaciones eléctricas, los principales fabricantes utilizan un sistema de pintura en tres capas: la primera consiste en un recubrimiento de fosfato de hierro (llamado fosfatado) que prepara la chapa de acero para recibir la siguiente capa de imprimación, normalmente por inmersión en un baño líquido y, finalmente, acabar el proceso con una capa de pintura al polvo, todo ello con secados intermedio y final al horno.
Sustituyendo la aplicación de fosfato de hierro por una capa de nanopartículas de metales no pesados, de 20 a 30 nanómetros de espesor, no sólo mejora la protección a la corrosión sino que aumenta considerablemente la superficie útil y, por lo tanto, la adherencia de la siguiente capa de imprimación (figura 4). Rittal ha bautizado esta tecnología como NanoTech que, aparte de los beneficios mecánicos ya expuestos, presenta enormes ventajas medioambientales al no utilizar ni producir solventes, metales pesados ni fosfatos durante su aplicación. También se reduce el consumo de energía pues se aplica en frío y no hay que calentar el baño como sucedía con el fosfatado.

El NanoTech se ha probado y adaptado perfectamente a superficies metálicas de acero, zinc o aluminio y ya se está utilizando normalmente en algunas plantas en los procesos de pintura. A finales de 2006 todos los envolventes metálicos fabricados por Rittal contarán con este pretratamiento.
Otros usos de la nanotecnología que Rittal puede aplicar son; por ejemplo, la protección antigrafiti de superficies pintadas, que se pueden limpiar con productos normales sin dejar rastro, el recubrimiento antimicrobiano de cajas de acero inoxidable usadas en la industria de la alimentación, o el tratamiento anti-huenformación o de cualquier otra estructura metálica.

 

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