Grafeno en la industria de recubrimientos y pinturas

GRAFENO EN LA INDUSTRIA

DE RECUBRIMIENTOS Y PINTURAS


Actualmente el grafeno es el aditivo nanotecnológico más revolucionario en la industria de recubrimientos y pinturas.


Regularmente los recubrimientos se usan con fines decorativos y para la protección de superficies, especialmente para la protección contra la corrosión, humedad, ensuciamiento, desgaste mecánico, entre otros.  A nivel comercial, existe una amplia variedad de recubrimientos a base de diferentes tipos de resinas y aditivos, su eficiencia está asociado generalmente a un aumento en el costo. Sin embargo, los recubrimientos siguen teniendo baja resistencia a la corrosión, a la abrasión y una limitada resistencia química y térmica.


Por lo que la industria de los recubrimientos, como muchas otras industrias, siguen en constante investigación y desarrollo de nuevas tecnologías, para la formulación y aplicación de nuevos y mejores recubrimientos.


Desde el año 2004, cuando fue aislado por primera vez el nanomaterial de grafeno, los científicos de la industria de recubrimientos han estado en la búsqueda de formas para utilizar el grafeno como aditivo, para con ello mejorar el desempeño y la tecnología de los recubrimientos en diferentes áreas de aplicación.


El grafeno tiene propiedades únicas, atribuidas principalmente a su estructura en forma de láminas bidimensionales (2D), formada por átomos de carbono enlazados de manera hexagonal y un espesor de un átomo de carbono. Este nanomaterial posee extraordinarias propiedades, las cuales incluyen alta conductividad eléctrica y térmica, y elevada resistencia mecánica. Además, posee otras propiedades distintivas, incluida, la impermeabilidad a los gases, resistencia química, potencial antibacteriano y gran área superficial.


La composición a base de carbono del grafeno y su compatibilidad lo convierte en un aditivo viable para recubrimientos poliméricos orgánicos. 


Entre las ventajas que brinda el uso de grafeno, esta su capacidad de incorporar características nuevas o mejoradas en los recubrimientos. Se pueden desarrollar diferentes tipos de recubrimientos multifuncionales, como:


  • Recubrimientos anticorrosivos

Uno de los principales usos de los recubrimientos con grafeno es la protección contra la corrosión. El grafeno crea vías que son muy tortuosas, lo que evita que las moléculas de agua y oxígeno y/o agentes químicos se difundan a la superficie de los materiales con base metálica, lo que da como resultado la protección del metal contra la oxidación y la corrosión.


  • Recubrimientos ignífugos

Aditivos convencionales basados en halógenos (bromo y cloro), así como fósforo, compuestos de melamina e inorgánicos, son utilizados para mejorar la resistencia al fuego de los recubrimientos, sin embargo, estos materiales son tóxicos para los seres humanos y el medio ambiente. Por otra parte, el alto contenido de estos materiales ignífugos puede causar el deterioro de otras propiedades en los recubrimientos.


Por lo que, la aplicación de grafeno como nuevo aditivo en recubrimientos, puede reducir o eliminar el uso de aditivos convencionales ignífugos, además puede proveer al recubrimiento de un mejor desempeño frente a temperaturas extremas durante un tiempo más prolongado y con mejor estabilidad mecánica.


  • Recubrimientos resistentes al desgaste o abrasión

El grafeno ha demostrado ser un candidato potencial para recubrimientos resistentes al desgaste, abrasión y a rayones. El grafeno es el material más ligero y doscientas veces más resistentes que el acero, además el grafeno tiene una alta capacidad para soportar grandes diferencias de presión y una alta resistencia mecánica.


  • Recubrimientos antiincrustantes

El grafeno es un buen candidato para uso como agente antiadherente. Su aplicación, reduce el problema de ensuciamiento y la deposición de materiales orgánicos e inorgánicos en cascos de barcos, buques o embarcaciones marinas, plataformas petrolíferas, entre otros.  Este tipo de aplicación se atribuye principalmente a la propiedad hidrofóbica (repelente al agua) y propiedades de barrera del grafeno.


  • Recubrimientos antimicrobianos

Resulta innovador el uso de láminas de grafeno u óxido de grafeno como agente antimicrobiano, debido a que existen estudios que han demostrado una fuerte actividad antimicrobiana contra una amplia variedad de microorganismos, incluyendo bacterias Gram +,  Gram – y hongos. Asociado a que los materiales grafenicos son capaces de penetrar la membrana celular de los microorganismos produciendo estrés oxidativo en inhibiendo su reproducción.

A nivel mundial, continúa la investigación y desarrollo de recubrimientos a base de grafeno. Actualmente son varias las empresas e Instituciones que han realizado formulaciones mejoradas con grafeno para recubrimientos, entre las que destacan:


  • Applied Graphene Materials, con sede en el Reino Unido,en colaboración con la empresa estadounidense Sherwin-Williams, se encuentran en el desarrollo de pinturas anticorrosivas a base de grafeno. Su objetivo, es incorporar grafeno en diferentes formulaciones, especialmente en pintura marítima para uso en cascos de barcos para protegerlos de la corrosión.
  • The Sixth Element Materials, empresa china, que se centra en la investigación, desarrollo y venta de materiales grafenicos, ha lanzado un imprimante anticorrosivo base grafeno-zinc para torres de energía eólica marítimas.
  • Graphenstone, empresa española, ha desarrollado pintura ecológica que combina tecnología de grafeno y cal. Obteniendo pinturas con mayor resistencia, flexibilidad, calidad y un periodo de vida mas largo en comparación con pinturas base cal convencionales.

Energeia – Graphenemex®, empresa mexicana lider en América Latina en investigación y producción de materiales grafénicos para el desarrollo de aplicaciones a nivel industrial, a través de su línea Graphenergy, ha lanzado una amplia gama de recubrimientos nanotecnológicos con grafeno. Estos recubrimientos ofrecen alta protección anticorrosiva y antimicrobriana. Además, de brindar alta resistencia al desgaste, resistencia a los rayos UV, impermeabilidad y una extraordinaria adherencia, con la finalidad de mejorar la vida de útil de cualquier superficie o instalación y reducir los costos de mantenimiento.


Los recubrimientos con grafeno, además de poseer protección anticorrosiva, pueden brindar mayor resistencia química, resistencia a los rayos UV, mayor rendimiento térmico en un amplio rango de temperaturas, además de recubrimientos más flexibles y resistentes al agrietamiento.


Referencias

  1. DuMée, L.F., et al., Carbon, 87, 395–408 (2015); doi:10.1016/j.carbon.2015.02.042.
  2. Wang, E.N., et al., Nano Lett., 15 (5), 2902–2909 (2015).
  3. J. Chen, H. Peng y X. Wang, Nanoscale, vol.6, pp. 1879-1889, 2014
  4. Md J. Nine, Martin A. Cole, Diana N.H. Tran, and Dusan Losic, J. Mat. Chem. A, 2015.
  5. Sachin Sharma Ashok Kumar, Shahid Bashir, K. Ramesh, S. Ramesh, Progress in Organic Coatings, 154, (2021)

Uso del Grafeno para el cuidado automotríz

Uso del Grafeno

para el cuidado automotríz

Así como la exposición continua a la radiación solar es nociva para nuestra piel, también afecta la apariencia de los autos, en particular causa daños en la pintura, molduras, gomas y otras autopartes. De hecho, el sol, la lluvia ácida y los cambios de temperatura son tres de sus principales enemigos, por esa razón existen en el mercado innumerables opciones de productos para su cuidado.

El Grafeno es la forma más interesante en la que el Carbono puede presentarse y, consiste en láminas de átomos de carbono extraídas principalmente del Grafito o bien, de algunos gases. La gran relevancia científíca y tecnológica de este material se debe a la particular organización de sus átomos, que le confiere sorprendentes y numerosas propiedades que han captado la atención de una gran cantidad de industrias, entre ellas la automotríz.

Los potenciales usos que se le atribuyen al Grafeno para esta industria está la fabricación de recubrimientos para chasis y carrocerías,  plásticos para autopartes ya sea para mejorar su calidad o para sustituir total o parcialmente piezas metálicas, neumáticos, textiles, grasas, lubricantes y productos para el cuidado automotríz.

La empresa mexicana Energeia- Graphenemex® dedicada a la investigación y producción de materiales grafénicos así como al desarrollo de aplicaciones, en 2018 bajo la marca Nanocar® colocó en el mercado la primera línea de productos con Grafeno para el cuidado automotríz.

Beneficios:

Los productos Nanocar® forman una película protectora y de nano- relleno de defectos que permite que las láminas atómicas de Grafeno se adhieran a las superficies de la carrocería protegiendo contra el polvo y la humedad, retrasando los efectos de la corrosión, así como también actuando como barrera contra la radiacion UV y como discipador de temperatura para limitar el deterioro a largo plazo de la pintura. Además, el uso continuo de los productos Nanocar® facilita las limpiezas posteriores, sin dejar huella de secado, incluso cuando el lavado se realiza aún con la superficie caliente.

Relación de las propiedades del Grafeno y sus efectos en los productos Nanocar®

Redacción: EF/DHS

El grafeno y la Industria del Envase y Embalaje (Packing) para Alimentos

El Grafeno

y la Industria del Envase y Embalaje (Packing) para Alimentos


De acuerdo con datos del Banco Mundial, cada año en México se desperdician 24 millones de toneladas de alimentos. Esto significa que, el 34% de la producción del país no solo NO es consumida, sino que además genera un gasto promedio de 491 mil millones de pesos.

Este impacto no solo es económico, sino que es un problema que se extiende al ámbito social, por la conocida crisis alimentaria y al medio ambiente, por los elevados requerimientos de agua para los procesos de producción de alimentos que no serán aprovechados y cuya descomposición aportará emisiones considerables de CO2 que contribuyen al calentamiento global.


Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, la pérdida y desperdicio de alimentos supera los 1,300 millones de toneladas anuales.


Dentro de esta problemática multifactorial, la industria del envase y embalaje, también conocida como “packing”, es un actor crucial considerando que existen condiciones inevitables como temperatura, humedad, iluminación, oxígeno y numerosas prácticas de manipulación a lo largo de toda la cadena de producción de los alimentos, que afectan su calidad, vida útil y la aceptabilidad por parte de los consumidores.


En la búsqueda de soluciones para mejorar la calidad de los productos para packing y, en consecuencia, de su contenido, la nanotecnología ha sido un gran aliado. Por ejemplo, para evitar la contaminación microbiana se utilizan nanopartículas de plata, de dióxido de titanio, de óxido de cobre, nanotubos de carbono u óxido de magnesio; para mejorar las propiedades mecánicas o de barrera, es común el uso de nanopartículas de silicato, arcilla, poliamida, hierro u óxidos de hierro, nanofibras de celulosa y para otras necesidades existen las nanopartículas de tungsteno, molibdeno, sulfato de bario, titanato de bario, quitosano, zeolitas, carbón activo, etc.


Las nanopartículas de Grafeno están conformadas principalmente por carbono al igual que el grafito y el diamante, pero con características multifuncionales. Esto quiere decir que, no tienen una única función, sino que, a diferencia de otras nanopartículas, el Grafeno por sus extraordinarias propiedades físicas y químicas, puede ser utilizado para distintos objetivos, por ejemplo, para diseñar productos más ligeros y resistentes, con mayor impermeabilidad contra líquidos y gases, además de proteger contra la contaminación microbiana y contra la radiación UV, entre otras propiedades que mejoran sustancialmente el desempeño de los compuestos con los que se combina.



“El Grafeno ha traspasado los límites de lo teórico para llegar a lo aplicado, combatiendo de manera segura y eficiente a los principales enemigos de los alimentos”, estos son algunos ejemplos de lo que se está desarrollando para la industria del Packing:

Tetra Pak
La empresa Sueca Tetra Pak, líder en investigación y desarrollo en el sector de envases, a través del proyecto Europeo Graphene Flagship estudia el uso del Grafeno para la fabricación de productos de bajo impacto ambiental para reducir la huella de carbono, mejorar el rendimiento de los materiales, agregar propiedades y optimizar la reciclabilidad.

Applynano
La empresa española Applynano utiliza nanomateriales, entre ellos el óxido de grafeno para favorecer la durabilidad y reciclabilidad de los plásticos, así como para mejorar las propiedades antimicrobianas, térmicas, eléctricas, entre otras.

Centro Tecnológico del Plástico (Andaltec)
El Centro Tecnológico del Plástico (Andaltec) dentro del proyecto europeo Grafood, tuvo la iniciativa de utilizar derivados del Grafeno para el desarrollo de envases activos para aumentar la vida útil de alimentos y disminuir el desperdicio de alimentos.

Energeia – Graphenemex®
La empresa mexicana Energeia – Graphenemex® a través de la división de polímeros Graphenergy Advanced Graphenic Solutions promueve el uso del Grafeno y sus derivados como nano- refuerzo del plástico para distintas industrias. Entre los beneficios que ofrece para la industria del packing, están la resistencia mecánica y a la degradación por radiación UV, mayor efecto barrera e interesantes propiedades antimicrobianas, sumamente prometedoras para prolongar el tiempo de vida de los productos y de su contenido. Asimismo, además de agregar valor a sus desarrollos con las propiedades multifuncionales del Grafeno y sus derivados, la compañía también tiene como objetivo apoyar otros proyectos de innovación con nanotecnología grafénica, a la vez que busca colaborar con la economía circular para mejorar la calidad de los materiales plásticos nuevos y reciclados, para disminuir el consumo de productos de un solo uso.

Evolución de la Industria del Grafeno en los últimos años en el mundo

Graphenergy

Evolución de la Industria del Grafeno en los últimos años en el mundo

El Grafeno es el nanomaterial más revolucionario del siglo XXI y es considerado como el pilar básico para la nanoquímica del carbono, es decir, del elemento principal de todos los compuestos orgánicos.


Su versatilidad deriva de su estructura en forma de láminas bidimensionales (2D), compuestas por átomos de carbono enlazados de manera hexagonal y su importancia radica en las extraordinarias propiedades que se le atribuyen y que se han concebido como la solución de innumerables necesidades sociales, ambientales, científicas, tecnológicas y por supuesto, económicas.

Lámina de Grafeno. Microscopía electrónica de Transimisión de Alta Resolución.
Acervo Energeia – Graphenemex

El Grafeno permite modificar la materia para diseñar compuestos con características nuevas o mejoradas, ya que trasfiere sus propiedades a los materiales a los que se incorpora. Esto ha permito que se utilice en el desarrollo de aplicaciones que buscan potencializar dichas propiedades como se muestra en la imagen siguiente.

Evolución- El Grafeno fue aislado por primera vez en 2004 por los investigadores rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester; posteriormente y gracias a sus experimentos, en 2010 fueron distinguidos con el premio Nobel de Física, al ser considerado como uno de los descubrimientos más importantes del siglo.


Tan importante fue el hallazgo que, en 2013 la Unión Europea (UE) otorgó un presupuesto de mil millones de euros para crear el Graphene Flagship, un ambicioso proyecto con vigencia de diez años con el objetivo de vincular a la academia con la industria, no solo para comprender sus propiedades de manera teórica, sino para explotar al máximo sus beneficios en aplicaciones o productos reales.


A partir de ese momento fue tan rápido el avance de las investigaciones y cada vez más altas las expectativas que, en 2017 surgió la primera edición de la norma ISO/TS 80004-13:2017 (Ratificada por la Asociación Española de Normalización en octubre de 2020) para la normalización y estandarización de la Nanotecnología en nuevos materiales, incluido el Grafeno.


En el mismo 2020, un grupo de 70 investigadores miembros del Graphene Flagship, publicó el primer manual con más de 500 páginas sobre inumerables tipos de  Grafeno.  Para 2021 dentro del organismo se registraron alrededor de 50 “spin- offs” y “startups” con distintas visiones, logrando que en 2022 la posibilidad de tener un mayor número de aplicaciones con Grafeno o materiales grafénicos a costos más asequibles sea una realidad.


En 2021 nuevamente la UE a través del Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM) con el nuevo proyecto ISO-G-SCoPe, se puso como objetivo normalizar los métodos para trasladar el Grafeno a la industria, esto como resultado de la inexistencia de estándares de producción y de calidad, a la vez que, mediante el Proyecto Versalles sobre Materiales Avanzados y Normas, bajo la dirección de BAM busca validar los procesos en una prueba mundial para convertirlos en normas.


Energeia Graphenemex® es la empresa mexicana pionera en América Latina enfocada en la investigación y producción de materiales grafénicos para el desarrollo de aplicaciones a nivel industrial. Entre sus fortalezas está la creación de métodos y procesos patentados para la producción replicable y a gran escala que asegura la disponibilidad de los materiales grafénicos adecuados en conformidad con los requerimientos de las aplicaciones que desarrolla, ya sea para productos propios o, como aliado estratégico de otras compañías interesadas en innovar y mejorar sus productos con estos materiales.

Nanocompuestos poliméricos con refuerzo grafénico

Graphenergy

Nanocompuestos poliméricos con refuerzo grafénico

Ciudad de México – Gracias a las extraordinarias propiedades, innumerables investigaciones y promesas de negocio en torno al Grafeno en el mundo, en 2021 su mercado fue valuado en 127,12 millones de dólares, previendo una tasa de crecimiento anual de más del 70% en el periodo de 2022 a 2027. Sin embargo, a 18 años de su aislamiento y pese a la enorme competencia por las compañías para desarrollar aplicaciones con este nanomaterial, aún son relativamente pocos los productos disponibles en el mercado que lo contengan y aprovechen sus beneficios. Esto se debe principalmente a la inversión y complejidad para la transformación del grafito en grafeno o en cualquiera de sus variantes (óxido de grafeno y óxido de grafeno reducido), a la dificultad de producción a escala industrial para tenerlo disponible como la materia prima fundamental en la transformación de nuevos compuestos, así como por la necesidad de conocimiento científico- industrial para la creación de aplicaciones eficientes y económicamente viables.

La empresa mexicana Energeia Fusion S.A. de C.V., se ha enfocado en resolver los obstáculos más representativos que el Grafeno ha enfrentado para su llegada al mercado, trabajando arduamente en la creación y estandarización de métodos y procesos propios que al día de hoy le permiten optimizar los recursos para el desarrollo de productos de calidad en corto tiempo.

Nanocompuestos poliméricos con óxido de grafeno

La división de polímeros de la línea Graphenergy Advanced Graphenic Solutions, forma parte de una nueva línea de aditivos nanotecnológicos altamente efectivos para la industria del plástico que, además del valor agregado que representan las propiedades multifuncionales que el grafeno aporta a los polímeros (resistencia mecánica, impermeabilidad, resistencia a radiación Uv y/o actividad antimicrobiana), también agrega valor para la economía circular, ya que permite utilizar, reutilizar y reciclar los productos plásticos, reducir la explotación de los recursos naturales y disminuir la generación de residuos, teniendo como resultado importantes impactos sociales, económicos y ambientales.

¿Cuál es la ciencia del Grafeno para el refuerzo de materiales?

  1. Las fuertes interacciones entre la región interfacial de la matriz polimérica y las partículas nanométricas del grafeno son decisivas para mejorar las propiedades de los materiales,
  2. La correcta integración del grafeno con los materiales poliméricos mejora la organización en su estructura, haciendola más densa y compacta y por lo tanto mejora las propiedades mecánicas.
  3. Mejora las propiedades de barrera contra líquidos y gases, aumenta el tiempo de vida útil del producto y permite tener diversas propiedades en un solo material, como: conductividad, resistencia a la radiación ultravioleta, impermeabilidad, flexibilidad, ligereza, actividad antimicrobiana, etc.

“Las propiedades del Grafeno son tan numerosas como las variables asociadas, por eso es difícil definir una fórmula estándar que satisfaga todas sus expectativas. El reto está en encontrar el equilibrio entre sus propiedades”.

A continuación, se describen algunos de los innumerables efectos y potenciales usos de los materiales grafénicos sobre distintas matrices poliméricas:

Resistencia mecánica

Los materiales grafénicos causan cambios en el comportamiento viscoelástico de los polímeros mostrando mayor resistencia a la elongación, propiedad interesante para el diseño de productos más resistentes a la deformación como productos de sellado, amortiguación, transporte o neumáticos, calzado, deporte, etc. Además de aumentar el módulo elástico, también mejora la resistencia al impacto de los polímeros en el rango del 20 al 200%, con reducciones en peso de hasta 35%, esta propiedad es de interés para la fabricación de productos más ligeros con igual o mayor resistencia que los plásticos convencionales, abriendo la posibilidad de reducir o sustituir el uso de piezas metálicas por piezas plásticas para la industria automotriz, de la construcción, seguridad, entre otras.  

Resistencia a la degradación

Por otro lado, este nanomaterial también ha demostrado otros aportes interesantes, por ejemplo, en pruebas de intemperismo acelerado realizadas a plásticos reforzados con grafeno y/o derivados se ha identificado que el uso de bajas concentraciones puede incrementar hasta 7 veces su resistencia a condiciones extremas de humedad, temperatura y radiación ultravioleta. Además, si consideramos que cuando el plástico es expuesto a la radiación Uv, este emite gases de efecto invernadero (metano y etileno). Por lo tanto, al aumentar la resistencia a la degradación, también podríamos favorecer a la reducción de estas emisiones, sin afectar la capacidad del PET para ser reutilizado o reciclado, sino que, por el contrario, usar grafeno le ofrece más oportunidades de ser reciclado.

Resistencia al fuego

Otra reconocida propiedad del grafeno es que es un excelente conductor térmico. En pruebas realizadas sobre distintos polímeros, aquellos modificados con óxido de grafeno además de mejorar sus propiedades mecánicas también mejoraron el retardo a la flama. Siendo el polipropileno el más beneficiado al identificarse un comportamiento autoextinguible. Esta aportación es atractiva para su aplicación en recubrimientos de cables y alambres eléctricos o materiales plásticos en general que requieran resistencia térmica.

Estas son sólo algunas de las múltiples propiedades que el grafeno y sus derivados puede ofrecer a la industria del plástico y a todas aquellas que se benefician de ella y que, pese a los esfuerzos por disminuir la circulación del plástico debido a los impactos ambientales, las ventajas que ofrece el grafeno pueden ser bien enfocadas para hacer más eficiente la utilización, reutilización y reciclaje del plástico.

A continuación, se describen algunos de los productos plásticos con grafeno que han logrado su comercialización:

  1. Energeia Fusion-Graphenemex a través de su división de polímeros desarrolla Masterbatches con óxido de grafeno para la producción de equipo de protección personal como caretas y telas no tejidas para mascarillas faciales. Asimismo, ha desarrollado polímeros modificados para concreto hidráulico y concreto asfáltico, además de la línea de recubrimientos Graphenergy para protección anticorrosiva y antimicrobiana (México),
  2. Directa Plus diseñó una máscara facial con grafeno para la lucha contra la pandemia causada por SARS- COV2 (Reino Unido),
  3. El productor internacional de ruedas Vittoria desarrolló las ruedas de bicicleta llamadas Qurano (Italia),
  4. Progress, con su modelo Progress Atom LTD brinda un mejor desempeño en cuanto a la resistencia al desgaste, mayor agarre, mayor impermeabilidad, disipación de calor más eficiente y mayor rigidez lateral, con un menor peso (España),
  5. Dassi Bikes construyó la primera bicicleta del mundo fabricada con grafeno (Reino Unido),
  6. FiiO Electronics lanzó auriculares con un controlador de diafragma mejorado con grafeno (China),
  7. NanoCase creó carcasas para smartphone para mejor disipación del calor (China),
  8. Catlike usa grafeno para producir cascos de ciclistas (España).

Referencias

Nanotecnología aplicada en el proceso de marcaje de tubos

Graphenergy construcción

Nanotecnología aplicada en el proceso de marcaje de tubos

Ciudad de México – Energeia Graphenemex® es una empresa nanotecnológica pionera en América Latina, dedicada a la investigación y producción de materiales grafénicos, así como al desarrollo de aplicaciones a nivel industrial.

Dentro de los protocolos de investigación y desarrollo de la empresa se busca resolver problemas que enfrentan  empresas o industrias en su día a día, para lo cual se realizan convenios o alianzas de investigación para buscar desarrolar una solución  en la que el grafeno se convierta en el agente de cambio.


¿Por qué desarrollamos la Tinta Graphenergy

En 2019 se tuvo un acercamiento con una de las empresas más grandes del mundo en la fabricación de tubos de acero que efrentaba un problema serio en su proceso de marcaje de los tubos, que eran comercializados.

Durante el proceso de fabricación de los tubos, es necesario su marcaje para la rápida identificación y trazabilidad, optimizando todos los procesos y procedimientos por los que debe pasar cada uno de los tubos de acero. Sin embargo, existía un problema, la tinta que utilizaban en el proceso de marcaje, se borraba con mucha facilidad y no soportaba temperaturas de aplicación superior a los 70°C, además de que presentaba baja resistencia a la abrasión.

En el trayecto de fabricación de tubos de acero, es normal que dichos tubos sean sometidos a diferentes procesos; rotación sobre transportadores, rodillos, granallado y transporte con grúas, donde hay alta fricción y abrasión entre tubos, por lo que la tinta terminaba arrancada, borrándose el marcaje de la superficie metálica, y con ello perdiendo todo control y trazabilidad de los tubos.

Para ofrecer una solución integral al problema de marcaje, Energeia Graphenemex® a través de su línea de Graphenergy Anticorrosive desarrolló una nueva tinta de marcaje color blanca con óxido de grafeno.

Entre las características más importantes de esta tinta de marcaje con óxido de grafeno desarrollada están:

  • Extraordinaria resistencia térmica (resiste más de 200 °C)
  • Resistencia a los rayos UV
  • Propiedad anticorrosiva
  • Alta adherencia a sustratos metálicos
  • Resistencia a la abrasión
  • Secado ultra rápido (3 segundos)
  • Excelente poder cubriente

Resistencia térmica a temperaturas extremas

Gracias al desarrollo de la tinta de marcaje se resolvió el problema de la falta de adherencia de la tinta de marcaje, así como el tema de la abrasión que se presenta al mover los tubos durante el transporte manteniendo así la trazabilidad de los tubos.

Por sus carcterísticas el proceso productivo se vio beneficiado adicionalmete por:

  •  Secado ultrarápido: perimitió que la línea de producción no se detuviera, con lo que se podía mejorar los tiempos de producción
  • Protección anticorrosiva: se formuló una versión de la tinta transparente que se aplica sobre los tubos después del marcaje, evitando que éstos se oxiden.

Aditivo nanotecnológico para concreto con óxido de grafeno

Graphenergy construcción

Aditivo nanotecnológico para concreto con óxido de grafeno

Ciudad de México – A 9 años de haber sido constituida, Energeia Fusion S.A. de C.V., la empresa mexicana más importante de Latinoamérica e impulsora de la reconocida marca Graphenemex®, lanza al mercado la línea Graphenergy construcción, una nueva generación de aditivos nanotecnológicos para concreto con óxido de grafeno, que promete reforzar la industria de la infraestructura y construcción.

El Grafeno, también conocido como “el material del futuro”, finalmente traspasó la barrera de los laboratorios de investigación y se ha convertido en una realidad como potencial solución de innumerables necesidades sociales, ambientales e industriales. Este maravilloso nanomaterial consiste láminas atómicas de carbono extraídas del grafito y, gracias a sus interesantes propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, ópticas, etc., durante los últimos años se han invertido millones de dólares alrededor del mundo para tenerlo disponible en distintas aplicaciones, dentro de las cuales, la industria de la infraestructura y construcción ha logrado ser una de las más favorecidas.

Carrera del grafeno en la industria de la construcción

2004 – Aislamiento del Grafeno.

2010 – Reconocimiento a los científicos Konstantin Novoselov y Andre Geim con el Premio Nobel de física por el aislamiento del Grafeno.

2013 – Se constituye Energeia Graphenemex, primer empresa en Latinoamérica especializada en la producción de materiales grafénicos y desarrollo de aplicaciones.

2018 – Graphenemex® lanza al mercado Nanocreto® el primer aditivo para concreto con óxido de grafeno en el mundo (México).

2019 – Graphenenano lanza Smart aditives, aditivos con grafeno para hormigón (España).

2019 – GrapheneCA presenta su línea de productos OG concrete admix para la industria del

concreto (E.U.A).

2021- Científicos de la Universidad de Manchester desarrollan el aditivo para concreto Concretene (Inglaterra).

2022 – Energeia – Graphenemex® lanza al mercado la línea Graphenergy Construcción, una

versión mejorada de su aditivo para concreto (México).

Graphenergy construcción es un aditivo base agua compatible con otros aditivos, diseñado para mejorar la calidad del concreto u hormigón, con el objetivo de reforzar las características preexistentes del concreto, como la resistencia mecánica, pero también para agregar valor aportando propiedades inexistentes en el diseño original, como impermeabilidad, aislamiento térmico y protección antimicrobiana.

¿Cómo actúa Graphenergy construcción?

1. Alta Impermeabilidad y anticorrosividad

Graphenergy construcción dentro de la matriz cementicia forma arquitecturas molecularmente más ordenadas y cerradas que disminuyen la porosidad de la estructura y por lo tanto, crean superficies hidrofóbicas que, a nivel microestructural también obstaculiza el paso de líquidos y gases, dificultando el paso de los agentes causantes del deterioro estructural sobre todo en ambientes agresivos como los costeros o de alta contaminación.

El cierre de la estructura a nivel molecular también se ha demostrado mediante mediciones eléctricas de difusividad; estos resultados respaldan la protección de la estructura metálica del concreto aumentando el tiempo de vida útil de la estructura.

2. Propiedades mecánicas mejoradas

La arquitectura más compacta y organizada a nivel molecular que logra el Óxido de grafeno de Graphenergy construcción dentro del concreto, permite que se formen centros de limitación de microgrietas y, por lo tanto, la estructura se vuelve más resistente cuando es sujeta a cargas de compresión o tensión, a la vez que favorece su flexibilidad.

3. Aislamiento térmico

El aislamiento térmico que ofrece Graphenergy construcción se debe a la capacidad del óxido de grafeno para disipar con gran eficiencia el calor e incluso para soportar intensas corrientes eléctricas sin calentarse.

4. Protección antimicrobiana

Los aditivos grafénicos ofrecen distintos frentes de ataques químicos y físicos de interacción combinada, altamente resistentes a la formación de biopelículas microbianas, esto quiere decir que, los microorganismos no encuentran un ambiente propicio para crecer y liberar sus subproductos (p.ej. ácido sulfúrico) y, por lo tanto, no se genera o en su defecto, retrasa la aparición de corrosión microbiológicamente inducida del concreto (MIC). Esta protección es sumamente importante, por ejemplo, para los sistemas de aguas ya que, en el interior de las tuberías, la MIC es capaz de disolver hasta 25 mm de concreto al año.

Referencias

1. Basquiroto de Souza F., Proposed mechanism for the enhanced microstructure of graphene oxide–Portland cement composites. JOBE. 2022, 54, 104604

2. Dimov D., Ultrahigh Performance Nanoengineered Graphene Concrete Composites for Multifunctional Applications. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705183

3. Shamsaei E., Graphene-based nanosheets for stronger and more durable concrete: A review. Constr Build Mater. 2018, 183, 642

4. Krishnamurthy A., Superiority of Graphene over Polymer Coatings for Prevention of Microbially Induced Corrosion. 2015. Scientific Reports, 5:13858

5. https://blog.ferrovial.com/es/2022/04/grafeno-sostenibilidad-construccion/

6. https://www.graphenano.com/el-grafeno-llega-a-la-construccion-para-aumentar-la-resistencia-del-hormigon/

7. https://www.manchester.ac.uk/

8. https://www.cdt.cl/desarrollan-hormigon-con-nanoparticulas-de-grafeno-para-repeler-el-agua-y-las-grietas/