Centro de investigación en polímeros fortalece sector industrial
Por Nistela Villaseñor
México, DF. 20 de octubre de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Centro de Investigación en Polímeros (CIP) se realiza investigación y desarrollo tecnológico de alta productividad que apoya el crecimiento del grupo PPG-Comex, al que pertenece, generando soluciones comprometidas con el medio ambiente.
De acuerdo con el director del CIP, Fernando Zaldo García, el centro fue creado el 22 de enero de 1992 con el objetivo de desarrollar productos para la industria de pinturas y recubrimientos. Actualmente cuenta con 66 colaboradores, de los cuales, 45 están enfocados a investigación y desarrollo. El centro está dividido en cuatro áreas de investigación: Síntesis de polímeros e Ingeniería, Caracterización analítica, Fisicoquímica y Formulación.
Los esfuerzos de investigación del CIP se enfocaron originalmente al estudio, entendimiento y desarrollo de polímeros, parte fundamental de las pinturas y recubrimientos; sin embargo, las investigaciones se han diversificado en áreas del conocimiento que explican la interacción fisicoquímica entre los diferentes componentes de los recubrimientos y las propiedades de aplicación de los mismos, con el propósito de tener una infraestructura científica y tecnológica, dijo Zaldo García, doctor en Ingeniería Química por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
El CIP no cuenta con la distinción de empresa socialmente responsable; sin embargo, sus líneas de investigación van enfocadas hacia la creación de productos amigables con el medio ambiente a través de materiales sustentables, siguiendo tendencias tecnológicas internacionales. Asimismo, desarrolla proyectos dentro de la línea de ahorro de energía y participa en comités de normatividad para generar especificaciones y regulaciones ambientales como la de techos fríos, expresó el subdirector de Proyectos de Tecnologías Básicas del centro, Juan Luis Camacho Heredia.
La instancia cuenta con un comité de seguridad, y una brigada de seguridad y primeros auxilios, la cual se encarga de gestionar todo procedimiento de desecho de residuos peligrosos, afirmó Camacho Heredia, maestro en Ingeniería Química por la UNAM.
Según la subdirectora de Proyectos de Nuevas Tecnologías, Isabel Sáenz de Buruaga Yurramendi, Grupo Comex dejó de depender de empresas extranjeras para generar su propia tecnología a raíz de la creación del CIP, por lo que sus costos de investigación, desarrollo y operación (por la automatización de algunos procesos y la disminución de costos de materias primas) se redujeron de forma considerable.
“Se puede decir que prácticamente todas las pinturas de la línea arquitectónica de Comex llevan algún ingrediente: resina o aditivo, generado por el Centro de Investigación en Polímeros”, aseguró Sáenz de Buruaga.
Áreas del CIP
Síntesis de polímeros e ingeniería
A la par del CIP se formó el área de Síntesis de polímeros e ingeniería, cuya finalidad es desarrollar e implementar resinas, emulsiones y polímeros, que son componentes esenciales en los recubrimientos.
El doctor Fabio Pezzotti Robleto, investigador asociado del área, señaló que en esta se desarrollan polímeros de químicas diversas para su aplicación en recubrimientos: desde aditivos hasta resinas y emulsiones; y de manera paralela, metodologías de síntesis de acuerdo a las últimas tendencias en polimerización.
“La línea de investigación a la cual se destinan más recursos es la de desarrollo de resinas para el mercado arquitectónico, la cual implica pinturas, esmaltes, impermeabilizantes y aditivos para la formulación de pinturas. También se desarrollan algunas resinas para la línea industrial”, mencionó Pezzotti Robleto.
El desarrollo de estos productos demanda un conocimiento de técnicas de polimerización, materias primas y procesos aplicables, información del producto al cual van a estar destinados, así como el desempeño que se espera del mismo con la finalidad de hacerlo ad hoc, manteniendo estándares ecológicos y de calidad, comentó el experto.
Para Pezzotti Robleto, el laboratorio es una de las partes medulares del CIP. Si bien se han desarrollado numerosas resinas y aditivos para las pinturas del grupo, también el cuidado al medio ambiente es uno de los pilares de sus productos. “Vigilamos que cumplan con las últimas regulaciones ambientales tanto nacionales como internacionales. En el laboratorio se siguen procedimientos y protocolos de seguridad, como la utilización del equipo de seguridad y de manejo de residuos peligrosos”.
Caracterización analítica
El maestro en Ciencias Químicas por la UNAM, Alex Arias Martínez, ayudante de investigador, explicó que en esta área se caracterizan y analizan nuevos productos con la intención de identificar diferentes componentes que le den propiedades especiales para que presenten un desempeño superior a lo que se encuentra en el mercado.
“Se trabaja en la separación, identificación y cuantificación de varios componentes de interés con técnicas establecidas. En varios de los casos y por las características de las muestras, se tienen que desarrollar e implementar metodologías nuevas para dar respuesta a las necesidades técnicas”, explicó Manuel Briseño Terán, ingeniero en Química Industrial por el Instituto Politécnico Nacional (IPN) e investigador asociado del área con 30 años de experiencia.
Según lo señaló Arias Martínez, el laboratorio surgió con el objetivo de dar soporte técnico a procesos de producción y a proyectos desarrollados para la generación de nuevos productos en el área de recubrimientos arquitectónicos e industriales, y en uno de sus componentes esenciales como son los polímeros en emulsión.
Para dar apoyo técnico a procesos de producción y seguimiento a productos derivados de diferentes proyectos del centro que tienen que ver con desarrollo de polímeros, se utilizan técnicas de análisis instrumental como: cromatografías de gases y líquidos; electroquímica; espectroscopías de infrarrojo; ultravioleta visible y resonancia magnética nuclear para la separación, identificación y cuantificación de componentes de interés en recubrimientos, y desarrollo de nuevas metodologías analíticas, especificó Briseño Terán.
Los resultados obtenidos de las pruebas realizadas en el laboratorio de Caracterización se comparten con las demás áreas para correlacionar el desempeño final de los productos y modificar o diseñar diferentes experimentos para el desarrollo de nuevos procesos o productos, expresó Arias Martínez.
El laboratorio ha participado en congresos nacionales de la rama de la química y química analítica, presentando metodologías desarrolladas o implementadas para resolver problemas reales en función del área de los recubrimientos, que pueden ser aplicadas a otras áreas de investigación, tales como experimentos de difusión por resonancia magnética nuclear, cromatografía de gases inversa, microscopía óptica acoplada a espectroscopía de infrarrojo, etcétera.
Con el propósito de contribuir al cuidado del planeta, el laboratorio ha invertido en la adquisición de instrumentos que consumen una menor cantidad de reactivos y disolventes, lo que se ve reflejado en la disminución de la generación de residuos peligrosos y en tiempos de respuesta más eficientes. Asimismo, ha desarrollado una metodología analítica para determinar el contenido de materiales peligrosos, enfatizó Arias Martínez.
Fisicoquímica y óptica
El área de Fisicoquímica y óptica tiene como finalidad llevar a cabo estudios de propiedades ópticas, fisicoquímicas y electroquímicas de medios heterogéneos y de interacción entre las diversas partículas presentes en una pintura, tanto en estado líquido (el bote de la pintura), como estado seco (producto aplicado), explicó el investigador asociado del área, José Alberto Olivares Lecona, doctor en Física por la UNAM.
Según el especialista, el área estudia desde fenómenos fundamentales como el esparcimiento de luz por un ensamble de partículas, hasta la interacción entre las diversas partículas y su manifestación en las propiedades reológicas, tanto en líquidos como en sólidos. A su vez, se estudian a nivel fisicoquímico las interacciones entre los diferentes componentes de la pintura.
En el área se estudian además otros fenómenos físicos como propiedades térmicas y de transporte como la conductividad térmica y eléctrica de recubrimientos para su aplicación en estudios de corrosión, ahorro de energía y optimización de la materia prima. De igual forma, se realizan estudios teóricos, de simulaciones moleculares y experimentales sobre los fenómenos descritos con anterioridad.
“Los laboratorios tienen en su mayoría la flexibilidad y adaptabilidad para desarrollar las diversas técnicas al estilo de un Lego, lo que nos permite ensamblar el diseño experimental adecuado para cada investigación", agregó Olivares Lecona.
Como lo refirió, en sus inicios —hace 16 años—, el área enfrentó problemas teóricos sobre el esparcimiento de luz; sin embargo, contó con el apoyo del doctor Rubén Barrera, investigador emérito del Instituto de Física de la UNAM y Premio Nacional de Ciencias y Artes del 2012.
Como consecuencia de los estudios teóricos, dijo Olivares, se planteó la necesidad de contar con un laboratorio que proporcionara parámetros experimentales necesarios para modelos teóricos. En 2004, y con apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), se estableció el laboratorio de Propiedades Ópticas, en el que se han desarrollado diversas técnicas para determinar propiedades ópticas inherentes a los diferentes componentes de una pintura.
El laboratorio ha evolucionado para proveer al grupo de un soporte científico para el desarrollo de diversas formulaciones de pinturas y desarrollo de emulsiones, así como prototipos instrumentales para incrementar la productividad de la planta y la creación de pinturas de efecto especial con base en cristales líquidos, pinturas superhidrofóbicas, colorantes y herramientas computacionales para el auxilio en la formulación de pinturas, enfatizó.
El CIP ha participado, a través del área, en colaboraciones científicas y tecnológicas con el Instituto de Cristales Líquidos de la Universidad Estatal de Kent, el Instituto de Física de la UNAM, el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) y el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), entre otras instituciones, señaló Olivares.
Formulación
La maestra en Ingeniería Química por la UNAM, Martha Graciela Maciel Luna, ayudante de investigador en el laboratorio de Formulación, dijo que el área fue creada en 1993 con base en la necesidad de generar pinturas y recubrimientos distintivos e innovadores que satisficieran las necesidades y expectativas del Grupo Comex, mediante la generación del conocimiento que explicara las interacciones entre los diferentes componentes de los recubrimientos y sus propiedades de desempeño después de la aplicación.
En el área se diseñan recubrimientos que responden a características de desempeño predefinidas, garantizando el cumplimiento de métodos, procedimientos y análisis de información; se lleva a cabo la formulación y evaluación de desempeño de pinturas decorativas e industriales y de pastas colorantes, y se evalúa apariencia, resistencia y propiedades mecánicas, ópticas y de transporte, destacó Maciel Luna.
Según la maestra, la optimización de formulaciones, así como el estudio de la interacción y relación entre los componentes de un recubrimiento, deriva de la continua evaluación de polímeros con aplicaciones específicas provistos por el laboratorio de Síntesis. Se estudian interacciones, sinergias y relaciones entre los componentes de las pinturas y se evalúan sus propiedades finales de desempeño para optimizar recursos.
De acuerdo con Maciel, las innovaciones que se han desarrollado son el estudio del comportamiento de modificadores reológicos asociativos en presencia de diferentes componentes de pintura (látex, pigmentos, dispersantes, etcétera); optimización de cargas y aditivos para la formulación de pinturas arquitectónicas; y desarrollo de métodos para evaluar el desempeño de películas de pintura, de recubrimientos con base en resinas de poliuretano para el mercado de maderas, de colorantes universales, y de recubrimientos para aplicación directa a metal.
Por su compromiso con el desarrollo de ciencia y tecnología, el Centro de Investigación en Polímeros ha obtenido los premios: Nacional de Tecnología 2007 (gestión tecnológica), Mexiquense de Ciencia y Tecnología 2009, y el Nacional de Tecnología e Innovación 2012 (innovación en proceso). |
Maciel Luna y el equipo de trabajo del área de Formulación hacen una separación minuciosa de los desechos, vierten líquidos contaminados en tambos de confinamiento específicos; usan materias primas con bajo contenido de volátiles orgánicos; evitan el uso de materias primas cuyo desecho altera el medio ambiente, como los alquilfenoles; y erradican compuestos secantes tóxicos en esmaltes.
El CIP tiene convenios con instituciones científicas y tecnológicas, así como con universidades nacionales e internacionales, con el propósito de obtener actualizaciones en temas de investigación y desarrollo, así como para continuar con la generación de becas y apoyos para la formación de estudiantes, mismos que se convierten en candidatos de la plantilla de personal del centro, una vez que se abren las plazas, aseguró Juan Luis Camacho.
Uno de los objetivos del centro es generar productos en líneas de mayor reto tecnológico que se puedan aplicar en diferentes partes del mundo, que estén al alcance incluso de mercados con menores recursos económicos, hechos con materias primas renovables y libres de componentes tóxicos, con un mejor desempeño y funcionalidad; en resumen, hacer recubrimientos inteligentes, enfatizó la doctora Isabel Sáenz de Buruaga.
Para integrarse a cualquiera de los laboratorios del CIP se debe mostrar interés por la investigación y el desarrollo, además de contar con estudios especializados en el área. También mostrar competencias laborales que demanda el mercado actual como comunicación, trabajo en equipo, colaboración, seguimiento, control, planeación, organización de proyectos, iniciativa, creatividad, negociación y resolución de problemas, afirmó el doctor Fernando Zaldo.
Esta obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.
