Nanofluidos como líquidos refrigerantes, una apuesta de futuro

Casaccia, Italia (Enviada Especial). La nanotecnología ha revolucionado el mundo de la ciencia en los últimos años. En sí, es la ciencia que permite estudiar la materia al nivel del átomo y las moléculas. A un nivel tan pequeño (un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro), la materia se puede manipular y puede cambiar sus propiedades de formas insospechadas y asombrosas. Las nanopartículas actualmente están presentes en cerca de 1.000 productos en el mercado. Son populares los usos en la industria farmacéutica, la cosmética, la alimentaria, la medicina, la agricultura, la aeronáutica y la automotriz, entre otros.

En la medicina, por ejemplo, la nanotecnología es puntera en las investigaciones del trato de las células cancerígenas o en sistemas de transporte de medicamentos en la sangre de formas muy precisas. Para hacernos una idea también del uso más cuotidiano de las nanopartículas las podemos encontrar en cremas solares, haciendo que estas no queden tan visibles en la piel o por ejemplo en las pelotas de tenis Wilson, dichas llevan una capa de nanopartículas de arcilla que las hacen más resistentes y donde el aire es mucho más difícil de escapar.

Los descubrimientos de las nanopartículas y sus propiedades no dejan de sorprender a la comunidad científica, ya que al ser una ciencia tan incipiente todavía presentan muchas dudas y curiosidad.

Sin ir más lejos, hace unas semanas salía publicado un artículo en Chemistry World, en el que se informaba del descubrimiento del estudiante de post doctorado Yen-Hsun Su del centro de Investigación de Ciencias Aplicadas (RCAS) en la Academia Sinica, de Taiwan. Yen-Hsun Su había descubierto que las nanopartículas de oro generaban luminescencia en las hojas de los árboles. Dicho de una forma más convencional, nos podríamos imaginar árboles que al anochecer actúan de farolas naturales por la acción de las nanopartículas.

En este sentido, un estudio de BBC Research asegura que el mercado mundial para aplicaciones nanotecnológicas medioambientales habría llegado este 2010 a los 3.900 millones de euros.

Nanohex: nanofluidos y ventajas térmicas

En Italia, ENEA, la agencia Nacional para las Nuevas Tecnologias, la Energía y el Medioambiente participa en Nanohex, un proyecto financiado por la Comisión Europea que es el más ambicioso hasta la fecha por lo que respeta al estudio de los nanofluidos (fluidos mejorados con nanopartículas).

Este proyecto involucra a 12 organizaciones de 6 países diferentes. Entre ellos encontramos ENEA, en Casaccia, a 25 kilómetros al norte de Roma. Este centro de investigación multidisciplinar cuenta con unas instalaciones que se extienden a lo largo de 90 hectáreas y con más de 1.400 trabajadores.

El proyecto Nanohex, pretende desarrollar nanofluidos como líquidos refrigerantes para su aplicación industrial. Las nanopartículas han demostrado que tienen propiedades térmicas de difusión muy buenas y esto hace que los líquidos refrigerantes mejoren sus propiedades ya que dispersan el calor más rápido, mejor y de una manera más eficiente.

El proyecto comenzó en 2009 y se prevé que se alargue hasta 2011. En el centro que ENEA tiene en Casaccia hay dos unidades involucradas: el laboratorio de espectroscopia láser en materiales funcionales y el laboratorio de termofluidodinámica aplicada a los sistemas energéticos.

Mauro Falconieri es el jefe del laboratorio de espectroscopía láser y materiales funcionales. La espectroscopía láser estudia como los materiales reaccionan cuando se produce un cambio de energía en su interior: a través de la señal que estos emiten, la energía que emiten al ser excitados con el láser, se pueden estudiar múltiples características. Este es el método que escogió Mauro en su misión dentro del proyecto Nanohex.

Flaminia Rondino, estudiante de Post Doctorado, también forma parte de este proyecto. Su misión es estudiar las propiedades térmicas y dispersivas de las nanopartículas de Titanio (Ti), para así conseguir el nanofluido con mejores cualidades. Pero ¿por qué titanio? Flaminia explica que “el titanio ha sido un elemento utilizado en otros experimentos y ha probado ser bueno”, por eso en Casaccia han decidido empezar por este tipo de nanopartículas. En un futuro también tienen intención de estudiar las de silicio. En Frascatti, ENEA tiene otras instalaciones donde se encargan de producir las muestras de nanopartículas. Pero su estudio mediante la espectroscopía láser es todo un proceso, solo para que los láseres mediante los que se hará el experimento estén perfectamente alineados se pueden necesitar semanas de preparación.

El otro departamento en Casaccia, el laboratorio de termofluidodinámica aplicada a sistemas energéticos, estudia las propiedades de estos nanofluidos comparados a tiempo real con otros refrigerantes comunes en el uso industrial como el agua. Al compararlos a tiempo real y en mismas condiciones, pueden averiguar que ventajas supone el nanofluido respecto al agua en cuanto a sus propiedades térmicas pero también en las propiedades corrosivas, otro aspecto que se tiene que tener en cuenta ya que tiene es muy importante de cara a la aplicación industrial.

Nanohex y sus propósitos

“Para que un proyecto de estas dimensiones funcione tiene que haber industrias involucradas, que el consumidor final se implique. Esto no funcionaria solo con centros de investigación y universidades”, afirma Mauro Falconieri. Y en el caso de Nanohex este es el caso, sus dos mayores públicos objetivos involucrados son Thermacore Europe (gran Bretaña) que es el mayor proveedor de líquidos refrigerantes para centros de datos, y Siemens (Alemania) que lo quiere aplicar en la tecnología electrónica de los trenes.

El uso de nanofludios por parte de las empresas puede suponer muchas ventajas: “los nanofluidos, al ser más eficientes porque tienen mejor conductividad y propiedades térmicas pueden suponer una mejora en lo que supone al ahorro energético”, afirma Mauro Falconieri. También hay que tener en cuenta la “reducción de espacio que se gana al no tener que usar tantas cuantidades de líquido, muy atractivo para la industria aeroespacial, por ejemplo”, explica Falconieri. También hay que tener en cuenta la reducción en las emisiones de dióxido de carbono.

Pero a día de hoy, todavía no podemos afirmar que las nanopartículas y los nanofluidos son la apuesta por la energía limpia y sostenible, ya que hay mucho trabajo por delante en el ámbito de la toxicología: “materiales como los nanotubos de carbono que estaban tan en auge, han resultado ser perjudiciales para la salud humana”, afirma Falconieri. Por eso, el proyecto Nanohex esta metido de lleno en el estudio del ciclo de vida de estos refrigerantes y sus riesgos para el medio ambiente, animales y humanos cuando estas empresas tengan que deshacerse de los ellos. Aún y así, es un hecho muy difícil de determinar ya que las nanopartículas pueden comportarse de forma impredecible debido a su tamaño tan reducido.

“Muchas veces la ciencia exige un impacto directo en la vida diaria, pero la ciencia es vida y por lo tanto hay que preservarla”, afirma Falconieri. Él como tantos es un apasionado de su trabajo y por ello seguirá trabajando para entender y mejorar, y conseguir así un lugar mejor para todos. Sin duda el mundo de las nanopartículas es todavía una ciencia joven, pero ignorarlas es un error, aunque se midan con millonésimas partes del milímetros, sus implicaciones pueden ser grandiosas.


Yolanda Alamillo Jordà, Journalist, Barcelona.